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张家口—渤海地震活动带地壳地震学特性初步研究

作　者: 孙进
导　师: 高原
学　校: 中国地震局地震预测研究所
专　业: 固体地球物理学
关键词: 张家口‐渤海地震活动带地壳各向异性剪切波分裂时间延迟背景噪声互相关 Rayleigh波
分类号: P315
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
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内容摘要

张家口‐渤海地震活动带(以下简称张渤活动带)由一系列雁行排列的北西至北西西向断裂组成,西起太行山,横贯燕山与华北平原,东入渤海,是我国东部地区一条非常重要的北西向地震活动带,该区的主压应力轴近东西向。地震波穿过各向异性介质传播时,地震波的相速度和群速度会随着传播方向的不同而发生变化,剪切波会分裂成两个波列,其中快剪切波的偏振方向与直立的定向排列裂隙的走向一致,慢剪切波与快剪切波的偏振方向近似垂直,快慢剪切波间时间延迟反映了地下介质各向异性程度。利用首都圈地区地震台网资料(2005年9月‐2010年9月),论文采用SAM分析方法(高原等,2004),分析区域地壳介质各向异性的空间分布特征。将张渤活动带划分成若干个小区域进行讨论,结果显示:张渤活动带中部及以东区域总体的优势方向明显,为近EW方向。横跨张渤活动带两侧的快剪切波优势偏振方向的空间分布显示,活动带北侧燕山隆起区内、活动带范围内和活动带南侧华北盆地内的快剪切波优势偏振方向均为NEE近EW方向,平均优势方向显示出这三个区域内的偏振方向有大约13°的差异。该区域内有一个台站显示出明显不同的优势偏振方向,为NNE方向,可能与局部构造有关。由于北面台站太少,有效记录不多,需要积累更多的资料来分析张渤带北部及整体各向异性特征。张渤活动带西部快剪切波平均优势偏振方向为62.3°±42.3°,与赵博等(2011)结果一致,快剪切波偏振方向等面积投影玫瑰图还显示出EW向近NWW方向和NE向两个优势偏振方向。在燕山、太行山及华北平原交汇处的台站,快剪切波平均优势偏振方向为40.8°±38.1°,与区域主压应力场方向不一致,显示出该区域的构造复杂性。在太行山隆起与华北平原过渡区域的台站快剪切波平均优势偏振方向为95.7°±31.2°,其结果可能受WNW向断裂与区域应力场共同影响。张渤活动带中部及以东区域台站的慢剪切波时间延迟为2.8±1.9ms/km,该区域北侧燕山隆起区内、慢剪切波时间延迟为:2.1±1.0ms/km,活动带范围内慢剪切波时间延迟为:2.6±2.5ms/km,活动带南侧华北盆地内慢剪切波时间延迟为:2.0±1.1ms/km,台站DOH的慢剪切波时间延迟为:3.06±1.8ms/km。显示出活动带两侧慢剪切波时间延迟相近,且低于活动带区域,反映出张渤带中部及以东区域各向异性程度可能强于两侧。本研究对背景噪声互相关计算提取格林函数方法做了初步的数据处理,得到了台站对间的瑞利(Rayleigh)波信号,并估算了张渤活动带地下介质的瑞雷波速度。利用宽频带地震仪记录的连续波形计算70个台站对间的互相关,并初步估计张渤带及两端瑞利面波速度分布。按射线路径将台站对分为3个部分:张渤带南侧、张渤带、张渤带北侧。研究区域内瑞利波平均速度为3.97km/s,对比研究区域的平均值,显示:研究区域南部存在瑞利波速度低值,北部区域较正常,张渤带地下介质存在较大的速度高值。这些结果是由信噪比不高的数据得到,得到的初步结果较粗糙,今后还需要进一步的工作以获得更准确的瑞利面波速度分布。本研究初步显示出,在张渤活动带的中部及东部区域,带内的各向异性特征及瑞利波速度分布与两侧略有不同,为张渤地震活动带是否为一个构造带提供了初步的地震学依据,但这项研究还需要更多的证据支持。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
1 引言  11-14
  1.1 选题意义  11-12
  1.2 研究内容  12-14
2 剪切波分裂技术研究方法及国内外动态  14-29
  2.1 介质的各向异性  14-15
  2.2 剪切波分裂的研究方法  15-26
  2.3 剪切波分裂技术研究的国内外动态  26-29
3 背景噪声互相关提取格林函数国内外进展  29-35
  3.1 背景噪声的发展  29-30
  3.2 主要的数据处理方法  30-31
  3.3 背景噪声互相关方法的国内外进展  31-32
  3.4 前景  32-35
4 张家口-渤海地震活动带中东段剪切波分裂研究  35-56
  4.1 地震波形资料处理的数据及方法  35-36
    4.1.1 数据  35-36
    4.1.2 方法  36
  4.2 研究区域西部山区剪切波分裂分析  36-40
  4.3 研究区域中东部剪切波分裂分析  40-54
    4.3.1 中东段南北分析结果  40-46
    4.3.2 细分小区域结果讨论  46-54
  4.4 小结  54-56
5 背景噪声互相关提取格林函数  56-64
  5.1 方法及数据  56-58
    5.1.1 方法  56-57
    5.1.2 数据  57-58
  5.2 解释  58-64
6 结论与讨论  64-66
  6.1 结论  64
  6.2 讨论  64-66
参考文献  66-72
作者简介  72-73
致谢  73

张家口—渤海地震活动带地壳地震学特性初步研究

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