福建及台湾海峡中南部三维地壳结构研究

发布时间：2020-06-08 15:45

【摘要】：福建及台湾海峡是我国东南沿海中强地震最活跃的地区,探测分析其地壳结构模型和深大断裂特性,有利于孕震环境研究和地震定位工作。台湾海峡的地壳动力学研究相对较少,根据地质学推论得到的演化过程,缺乏深部证据;通过海峡两边陆域应变场推测,精度和分辨率受到限制。本文利用福建陆域及台湾海峡的主动源和被动源观测资料,采用速度和界面联合反演的方法,研究建立福建及台湾海峡地区三维速度结构,探讨滨海断裂带的形态与位置。论文在系统总结国内外相关研究现状的基础上,开展了深入研究工作,取得创新成果如下:1.提出了气枪激发下地面运动弱信号识别新方法。利用气枪激发气泡波的低频窄带特性,提出了一种提高信噪比方法-谱白化叠加法。从理论上证明了该方法不会改变传播相位特征,通过数值模拟验证了该方法具有强稳定性、高可靠性和不受其他噪声干扰等特点。2.建立了福建地区主动源与被动源资料数据库。收集整理了福建地区天然地震、人工爆破,气枪源产生的固定台和流动台的震相资料,共得到182252个P波和7450个S波到时记录,建立震源与接收震相的数据库。3.提出了一个新的福建地区一维标准化速度模型。利用656个地震和22炮人工震源的10725个P波到时和7450个S波到时,反演得到了福建及台湾海峡中南部地区的一维速度模型。通过两个台站的理论面波格林函数和实际地震记录中提取的面波格林函数的对比,验证本文提出的一维速度模型的合理性。4.提出了福建地区高分辨率的三维速度模型。利用陆域天然地震和人工震源的观测数据、海域走航式大容量气枪激发的观测记录,通过棋盘网格测试,确定了最优剖分尺寸;利用一维速度模型作为初始模型,采用快速行进方法和子空间反演方法,首次给出了水平0.15°×0.15°的高分辨率三维速度P波模型。5.基于本文提出的高分辨率三维速度模型,对滨海断裂带两侧的莫霍面起伏形状进行了分析,进一步证明了该断裂是切割莫霍面的深大断裂。
【图文】：

源激发获得的 P 波记录，利用走时层析成像的方法研究福建及台湾海峡中南维 P 波地壳速度结构，，解释区域活动构造、速度模型与天然地震分布之间的关为动力学解释提供科学依据。2.1 研究区域构造福建及台湾海峡位于台湾碰撞带的内侧，是具有正常型地壳特征的华南地块和减薄型地壳特征的南海活动地块的交汇部位(张培震, 2003)。该地区曾过 Ms>7.0 级地震 4 次，6.0-6.9 级地震 21 次，特别是发育于台湾海峡西侧的断裂(图 2-1)是一条强活动断裂，同时也是该区域内最重要的控震构造和发震（徐辉龙等，2006）。而福建内陆发育着北东向长乐-诏安断裂、政和-大埔断邵武-河源断裂带，北西向闽江下游断裂、永安-南日岛断裂、漳州-高雄断裂、水-台湾峡谷断裂等。同时，该区域地处欧亚板块和西太平洋板块的交汇地带太平洋板块是全球最为丰富、规模最大、构造单元最为复杂的板块俯冲汇聚边菲律宾板块作为太平洋板块的二级构造单元，受到欧亚大陆的东南缘的俯冲作用极大影响了中国大陆边缘近海的动力学过程和构造形变特征(吴啸, 2016)

验 实验总体规划建-台湾海峡地壳结构三维海陆联测实验规划依照“统一规划、分期如图 2-2 所示，将海陆地震活动性较强的地区划分为三个区域。每个区域的探测任务，即 2016-2018 年分为三期完成三个区域的三维探测2-2)。每个区域陆域面积为 100×240km2、海域面积为 100×100km2，面积将达到 10 万平方千米(表 2.2-1)。在每个区域利用密集的观测台测气枪震源和天然地震激发的地震信号以及背景噪声，以期能用多揭示福建-台湾海峡地壳上地幔结构和岩石圈变形特征。其中观测台域台阵和海域台阵。陆域台阵：测震固定台阵、可移动宽频带台阵和海域台阵： OBS 观测台阵。实验目的是为了查明福建省陆域主要断海断裂带的展布情况和构造属性，摸清结晶基底面、莫霍面的形态，和台湾海峡地壳上地幔结构，探索其深部构造环境和孕震机理。
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P315.2

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本文编号：2703298