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欧亚大陆及其边缘海地区瑞利波群速度结构及方位各向异性层析成像

作　者: 顾勤平
导　师: 朱介寿
学　校: 成都理工大学
专　业: 固体地球物理学
关键词: 欧亚大陆及其边缘海 群速度 方位各向异性 Rayleigh波层析成像
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


欧亚大陆及其边缘海地区是由30多块尺度不同、形成时代和性质各异的板块或地块拼合而成。欧亚大陆及其边缘海的板块或地块可以分为以下六类:(1)前寒武纪巨型克拉通地块及地盾;(2)前寒武纪小型克拉通地块及板块;(3)显生宙造山带及汇聚地块;(4)陆陆碰撞型地块及造山带;(5)新生代边缘海海盆;(6)大陆裂谷盆地及增生地块。地壳及上地幔各向异性的研究在地球动力学领域有着广泛的应用和重要的科学意义,其研究有助于许多地质和地球物理基本问题的解释。本文利用Rayleigh波层析成像研究欧亚大陆及其边缘海地区地壳上地幔群速度结构及方位各向异性。根据欧亚大陆及西太平洋地区102个数字化台站记录的近万个地震事件的长周期垂直向面波资料,利用时频分析方法测量并经过筛选后共得到11213条质量较高的基阶瑞雷面波群速度频散资料。纯路径频散反演中同时计算方位各向异性,将研究区域划分成1o×1o,反演获得欧亚大陆及其边缘海地区(10oE~150oE, 10oS~80oN)8~200s共28个周期的瑞利波群速度结构及各向异性空间分布图像。Rayleigh波高分辨率成像表明:同一类型板块或地块的岩石圈和软流圈的速度结构十分相似,呈现出其独有的速度分布特征。不同类型板块或地块的速度结构有重大差异。30~60s周期,以青藏高原为中心呈极低速分布。60~200s周期显示,速度差异幅度较大,在东亚东部及西太平洋边缘海,自北向南显示出一条宽2500~4000km,长约8000km的巨型低速异常带。相对海洋来说,欧亚大陆各向异性强度较弱且快波方向较复杂。印度板块、西伯利亚板块与中国大陆间的碰撞引起强大的水平压力和一定的下插作用,是造成青藏高原隆起、地壳增厚的最根本的因素,同时也促成壳幔中橄榄石的定向排列和物质运移,因而出现明显的各向异性现象。中国大陆西部的各向异性强度明显大于大陆东部。在几处波速各向异性显著的区域,快波方向与地壳最大主压应力方向和现代地壳运动方向一致。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章 引言  10-17
  1.1 国内外研究现状、水平和发展趋势  10-13
    1.1.1 地震层析成像简史及研究现状  10-11
    1.1.2 面波频散成像及方位各向异性研究简史  11-13
  1.2 选题目的及研究意义  13-14
  1.3 研究目标、内容及任务  14-15
  1.4 研究方法及思路  15-17
第2章 地震面波及各向异性理论  17-27
  2.1 地震面波简介  17
  2.2 RAYLEIGH面波理论  17-19
  2.3 地震面波群速度的求取  19-23
    2.3.1 群速度的测量方法  19-20
    2.3.2 群速度的数值计算方法  20-23
  2.4 各向异性  23-27
    2.4.1 弱各向异性  24
    2.4.2 剪切波的分裂  24-25
    2.4.3 六方晶系的各向异性  25-27
第3章 地震面波层析成像基本原理  27-54
  3.1 地震面波走时层析成像的一般原理  27-31
    3.1.1 面波层析成像技术的实现方法  29-30
    3.1.2 层析成像方法存在的问题  30-31
  3.2 各向同性中RAYLEIGH波层析成像  31-37
    3.2.1 面波网格化纯路径频散反演  31-33
    3.2.2 S波速度分布反演  33-37
  3.3 考虑方位各向异性RAYLEIGH面波层析成像  37-47
    3.3.1 各向异性的参数描述  38-40
    3.3.2 研究方法  40-43
    3.3.3 考虑方位各向异性的Rayleigh面波网格化纯路径频散反演  43-46
    3.3.4 考虑方位各向异性时S波速度分布反演  46-47
  3.4 反演算法  47-54
    3.4.1 Lanczos过程  47-48
    3.4.2 LSQR算法  48-51
    3.4.3 正则化  51-52
    3.4.4 光滑处理  52-54
第4章 欧亚大陆及其边缘海地区瑞利波层析成像  54-79
  4.1 研究区域构造背景  54-56
  4.2 数据来源及选取依据  56-58
  4.3 欧亚大陆及其边缘海地区面波层析成像结果  58-79
    4.3.1 网格反演后得到的纯路径群速度频散曲线  58-59
    4.3.2 网格反演后得到的不同块体纯路径群速度频散曲线  59-60
    4.3.3 不同周期的群速度分布图  60-66
    4.3.4 不同周期的方位各向异性分布图  66-71
    4.3.5 青藏高原群速度及方位各向异性解释  71-79
结论  79-80
展望  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-85
附录  85-86
攻读学位期间取得学术成果  86

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 地质、矿产普查与勘探 > 地球物理勘探 > 地震勘探
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