利用区域地震体波走时和瑞利面波垂直—水平振幅比评价华北地区三维地壳速度结构模型

发布时间：2020-07-07 16:23

【摘要】：由于研究方法和数据的不同,同一区域可能存在多个速度模艰,但模型的可靠性如何往往缺乏系统、客观的评估。本研究共分为两大部分。本研究第一部分利用国家地震台网131个地震台站2009~2016年间记录的1749次近震的直达Pg波和Sg波走时数据,与采用快速行进方法正演计算得到的华北地区四个三维地壳速度模型对应的走时数据进行对比,通过统计分析的方法,评价这四个模型与真实地下结构的近似程度。结果表明:四个模型在大范围内存在较高的一致性,在整个研究区内,Shen et al(2016)的模型(简称“S模型”)相对优于Fangetal(2010)的模型(简称“F模型”)和Duanetal(2016)的模型(简称“D模型”),Laske(2013)的Crustl.0模型(简称“C模型”)相对较差。我们认为该结果与上述几个模型所使用数据及其分辨率有关。对于研究区域内的构造单元,D模型在燕山褶皱带西南部、太行山山前构造带西北部和沧县隆起区表现较好,F模型在太行山隆起区中部、沧县隆起北部、黄骅凹陷区和燕山褶皱带表现较好,S模型在西部块体、山西凹陷区、太行山山前构造带和冀中凹陷区表现较好,C模型无明显连片表现较好区域。本研究第二部分利用华北地震科学台站180个地震台站接收到的2006年10月-2009年《月的717次有效地震信号,通过数据处理计算得到周期在20s至80s(间隔为5s)时研究区域各台站的ZH振幅比值,与正演计算得到的华北地区四个三维地壳速度模型对应的ZH振幅比进行对比,通过统计分析的方法,评价这四个模型与真实地下结构的近似程度。结果表明:四个模型在大范围内存在较高的一致性,在整个研究区内,S模型相对优于F模型和D模型,C模型表现最差。对于研究区域内的构造单元,D模型在西部块体南部、燕山褶皱带区域表现较好;F模型在冀中盆地区域表现较好;S模型在沧县隆起区、太行山山前断裂带、西部块体北部、燕山隆起东南部等大范围区域表现较好;C模型在各个周期内无明显连片区域表现较好。本文利用两种数据对四个华北誓维地壳速度结构模型进行评价,整体评价结果一致,对于·部分构造单元的评价存在差异,鉴于利用ZH振幅比评价时存在较大误差,综合考虑,认为地震走时评价的结果更可靠。本研究对于进一步提升华北地区地壳速度模型的成像精度以及基于三维模型的地震定位具有一定的积极意义。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.4;P542
【图文】：

克拉通,中国大陆

陆板块东缘的中国东北部，位于太平洋、古亚洲洋和特提斯三大构造区位置，包含约３８亿年前的古老地壳岩石，是地球上最古老的克拉通之ｅｔａｌ．，１９９２）。华北克拉通南部受扬子板块的挤压与俯冲，形成了秦山带，其北部受西伯利亚板块的碰撞挤压与俯冲作用形成了兴蒙造山主要受西太平洋板块的俯冲作用，构造环境较为复杂（图１．２）。与克拉通不同，华北克拉通自中生代开始活化，经过长时间的岩石改造，伴随着岩浆活动、地表热流增高等复杂地质构造演化（陈凌等，２０１０结构迥异的分块构造单元（嘉世旭等，２００１），并发生了岩石圈减薄作球化学、岩性、Ｐ－Ｔ轨迹约束、结构以及构造演化等方面的综合研宄（Ｚｈ，２００１），可以将华北克拉通大致划分为三个块体：西部块体、中部造部块体（图１．１）。东部陆块主要由渤海湾盆地和燕山褶皱带构成，北东－北东向断层；中部块体包括太行山褶皱带和山西裂陷盆地，也向雁列式断层；西部块体包括阴山褶皱带、银川－河套地堑和鄂尔多斯海湾盆地和山西断陷盆地均是新生代裂陷盆地，是在太平洋板块和印欧亚板块作用产生的右旋拉张力作用下形成的（武岩，２０１１）。逡逑［ＴｉＶｉ逦广．’下逡逑

华北克拉通,克拉通,区域位,构造环境

逦ｍ逡逑－５００逦０逦５００逦１０００邋１５００邋２０００邋２５００邋３０００邋３５００逡逑图１．３研究区域的地貌及主要构造单元分布图逡逑（注：蓝色曲线是西部块体、中部造山带和东部块体的分界线）逡逑１．太行山山前断裂；２．五台山山前断裂；３．蔚县－延庆断裂；４．邋口泉断裂；５．南口－孙河断逡逑裂；６．夏垫－凤河营断裂；７．溧县－乐亭断裂；８．昌黎－宁河断裂：９．沧县断裂；１０．埕宁隆逡逑起；１１．冀中凹陷．１２黄骅凹陷；１３．济阳凹陷；１４．沧县隆起；１５．大同盆地；１６．延庆－怀来逡逑盆地；１７．阳原盆地。逡逑２逡逑

山前断裂,块体,延庆,蔚县

１００邋１２０逡逑图１．２华北克拉通构造环境（陈凌等，２０１０）逡逑本研宄区域位于华北克拉通东北部（ｌｉｒ邋Ｅ—１１９．邋５°邋Ｅ，邋３７°邋Ｎ—４２°邋Ｎ）（图逡逑１．３）。北部是近东西走向的燕山摺皱带，西侧主要是由鄂尔多斯盆地东缘和阴逡逑山褶皱带组成，中部主要是由山西裂陷盆地和北东向的太行山山脉组成，华北裂逡逑陷盆地位于太行山山前断裂带以东，自西向东依次排列着冀中凹陷、沧县隆起和逡逑黄骅凹陷等次级构造单元，形成了本区东西成带，南北成块的构造格局（赖锡安逡逑等，２００４）。逡逑pX通逡逑１１２＊逦１１３＇逦１１４＊逦１１５＊逦１１６＊逦１１７＊逦１１８＊逦１１９＊逡逑ｔ邋＾邋ｉ邋ｉ邋｜逦■逦■逦ｍ逡逑－５００逦０逦５００逦１０００邋１５００邋２０００邋２５００邋３０００邋３５００逡逑图１．３研究区域的地貌及主要构造单元分布图逡逑（注：蓝色曲线是西部块体、中部造山带和东部块体的分界线）逡逑１．太行山山前断裂；２．五台山山前断裂；３．蔚县－延庆断裂；４．邋口泉断裂；５．南口－孙河断逡逑裂；６．夏垫－凤河营断裂；７．溧县－乐亭断裂；８．昌黎－宁河断裂：９．沧县断裂；１０．埕宁隆逡逑起；１１．冀中凹陷．１２黄骅凹陷；１３．济阳凹陷；１４．沧县隆起；１５．大同盆地；１６．延庆－怀来逡逑盆地；１７．阳原盆地。逡逑２逡逑

【参考文献】