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福建地区瑞利面波层析成像研究

作　者: 梁富华
导　师: 金星
学　校: 中国地震局工程力学研究所
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 噪声层析成像互相关瑞利面波群速度速度结构福建
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 51次
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内容摘要

福建地区位于太平洋板块、菲律宾板块和亚欧板块的交会部位,是欧亚板块东南边缘大陆向海洋过渡的地带,福建邻省台湾是我国境内地震活动最强烈的地区,而福建地区断层分布纵横交错,地质构造复杂,是地震灾害的重灾区[8]。通过对浅层地壳进行研究,可以加深了解地震的震源机制,探测未来可能的强震危险区。因而,对地壳浅部的研究有着重要的意义。本论文利用福建、广东、江西和浙江四省台网记录的噪声数据和层析成像技术,获取了高分辨率的福建地区瑞利面波群速度层析成像和地壳浅层S波速度结构,并比较了其与地质构造和地热分布的关系。本文的主要研究结果概述如下:1)通过互相关计算以及叠加提取了面波格林函数,并对格林函数进行了分析。发现互相关的信噪比大小随着叠加天数的增加而增大。将正负分支的格林函数反序后叠加得到的对称分量其信噪比更高。随着台站间距的增大,平均信噪比会越来越小,这主要是因为两两台站间格林函数的相干信息在传播过程中会衰减。2)利用噪声层析成像技术反演了福建地区卓越周期瑞利面波群速度分布图像。成像结果的分辨率较以前的研究大有提高,分辨尺度达到0.3°×0.3°。面波群速度分布图像较好的揭示了3—5km深度范围内地壳的横向速度变化。该周期段的群速度分布与地表地质结构、地形以及地热分布密切相关。地热区往往呈现出低速异常。福建地区的福州盆地和漳州盆地,都属于地热异常区,瑞利面波群速度同时受到地形特征和地热影响,呈现出明显的低速异常。3)利用多重滤波法从环境噪声提取了频散曲线。通过引入最大可信周期进行数据质量控制可使得频散数据更加可靠。信噪比小于10时,频时分析图像干扰很大,难以提取质量高的频散曲线。4)利用分析软件CPS 3.30反演了福建地区0-44km深度的三维S波速度结构。结果表明,研究区域的地壳厚度由内陆向沿海变薄,沿海从南到北变厚。福建区地壳分为沉积表层、上地壳和下地壳三部分。S波速度横向分布图揭示:在0-6km深度范围的速度分布图像主要反映了地表的速度结构特征。在10km深度的漳州盆地以及福州盆地均表现出低速异常,巨厚的沉积层是漳州盆地和福州盆地区域呈现低速的直接原因。在16km到20km深处,有一条比较连续的低速异常带。30km深度范围,南部沿海地区开始表现为高速异常。30km以下的成像结果可靠性降低。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 选题背景以及意义  11-14
  1.2 噪声层析成像研究进展以及现状  14-16
  1.3 论文的研究内容  16-17
第二章环境噪声提取格林函数  17-35
  2.1 基本原理介绍  17-20
    2.1.1 互相关函数和格林函数之间的关系  17-18
    2.1.2 噪声源分布对格林函数的影响  18-20
  2.2 数据选取以及台站资料介绍  20-21
  2.3 单台数据的预处理  21-27
    2.3.1 数据预处理的基本步骤  21-23
    2.3.2 时间域归一化方法  23-27
  2.4 互相关的计算、叠加和信噪比分析  27-34
  2.5 本章小结  34-35
第三章福建地区群速度的层析成像研究  35-47
  3.1 引言  35-36
  3.2 群速度层析成像的反演模型  36-43
    3.2.1 基本原理  36-39
    3.2.2 棋盘测试  39-43
  3.3 瑞利面波群速度层析成像结果分析  43-46
  3.4 本章小结  46-47
第四章福建地区瑞利面波群速度频散分析  47-59
  4.1 频散曲线的测量  47-52
    4.1.1 频时分析方法  47-49
    4.1.2 频散曲线的拾取  49-52
  4.2 频散曲线质量控制  52-57
  4.3 本章小结  57-59
第五章福建地区三维S 波速度结构的反演  59-73
  5.1 正演与反演  59-62
    5.1.1 正演  59-61
    5.1.2 反演  61-62
  5.2 福建地区S 波速度结构的反演  62-66
    5.2.1 初始模型的建立  62-64
    5.2.2 路径S 波速度沿深度变化的反演  64-65
    5.2.3 三维S 波速度结构层析成像  65-66
  5.3 福建地区S 波速度结构  66-71
    5.3.1 不同深度的S 波速度分布  66-68
    5.3.2 网格下方S 波速度沿深度的垂向变化  68-71
  5.4 本章小结  71-73
第六章结论与展望  73-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
作者简介  82
攻读硕士期间主要参与的课题  82

福建地区瑞利面波层析成像研究

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