青藏高原深部结构的地震学成像

发布时间：2022-11-03 23:08

　　新生代早期,印度板块与亚洲板块的陆陆碰撞作用造就了现今雄伟的青藏高原,青藏地区的变形机制是研究大陆碰撞模式和青藏高原海拔隆升的关键因素。青藏高原浅表的地势特征、构造活动、岩浆分布为大陆碰撞区域地表的变形模式展示了直接依据。因而,青藏高原的深部结构及其变形模式是研究大陆碰撞后期效应的关键,青藏高原地壳和上地幔的结构特征是理解大陆碰撞汇聚物质动向不可缺少的部分。地震层析成像是探测地球深部结构的最有效手段之一,这一技术为地球内部圈层提供了重要约束,推进了地质构造演化、强震孕育机理以及地球深部动力学特征等科学问题的认识和理解。本文分别利用伴随波形成像方法和双差走时成像方法,使用大规模密集宽频带台阵的远震波形数据和固定台网的近震走时资料,对青藏高原不同尺度和不同区域的深部结构特征进行了研究。本文基于中国地震科学台阵的川西台阵、喜马拉雅一期、二期共计1335个密集流动观测台站和246个固定台站的三分量波形数据,使用伴随波形成像方法研究获得了青藏高原地壳和上地幔的三维径向各向异性速度模型―TP2019‖,整个计算过程耗时约为836000cpu小时。高速异常体的分布特征表明向北俯冲的印度板块岩石圈的几... 

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 青藏高原地表变形特征和深部地震学结构的研究现状
        1.2.1 地势起伏
        1.2.2 块体与构造
        1.2.3 地表运动速率
        1.2.4 岩浆作用
        1.2.5 强震机制
        1.2.6 地壳厚度及结构
        1.2.7 上地幔
        1.2.8 地幔转换带和下地幔
        1.2.9 深部物质的动力学模式
    1.3 存在的科学问题
        1.3.1 印度岩石圈的俯冲形态
        1.3.2 亚洲岩石圈的南向俯冲
        1.3.3 青藏东缘地壳和上地幔的低速物质
    1.4 研究方法和主要内容
第二章 地震层析成像的基本原理与方法
    2.1 地震层析成像的基本思想
    2.2 地震成像反演的具体流程
        2.2.1 初始模型
        2.2.2 正演算法
        2.2.3 反演方法
        2.2.4 解的评估
    2.3 地震成像的发展
        2.3.1 射线追踪与数值求解程函方程
        2.3.2 敏感核的计算方式
        2.3.3 射线成像与有限频成像的争论
    2.4 双差走时成像
        2.4.1 双差定位
        2.4.2 双差成像的基本思想
        2.4.3 双差成像的发展
    2.5 伴随波形成像
        2.5.1 伴随波形成像的主要思想
        2.5.2 伴随波形成像的基本原理
        2.5.3 伴随波形成像的具体方案
        2.5.4 伴随波形成像的应用和发展
    2.6 小结
第三章 利用伴随波形成像方法研究青藏高原地壳与上地幔结构
    3.1 青藏高原深部结构的地震学研究现状
    3.2 数据来源
    3.3 伴随波形成像
        3.3.1 反演方案
        3.3.2 模型参数化
        3.3.3 模型更新
    3.4 模型可靠性评估
        3.4.1 波形拟合的演变
        3.4.2 模型可靠性检验
        3.4.3 模型分辨率分析
        3.4.4 反演模型与传统地震成像模型的结构比较
        3.4.5 反演模型与全波形成像结果的波形模拟比较
    3.5 反演模型与深部结构
        3.5.1 青藏西部
        3.5.2 青藏中部
        3.5.3 青藏东部
    3.6 小结
第四章 利用双差成像反演青藏高原东北缘及其邻区地壳速度结构
    4.1 青藏高原东北缘深部结构的研究现状
    4.2 数据和方法
        4.2.1 研究数据
        4.2.2 研究方法
        4.2.3 初始模型的选取
        4.2.4 正则化
        4.2.5 模型分辨率分析——检测板测试
    4.3 反演结果
        4.3.1 重定位结果
        4.3.2 三维速度结构
        4.3.3 鄂尔多斯地块西部
        4.3.4 阿拉善地块
        4.3.5 祁连地块
        4.3.6 河西走廊
        4.3.7 海原断裂弧形构造区
    4.4 小结
第五章 青藏高原东北缘深部变形机制探讨
    5.1 青藏高原东北缘深部动力学特征的研究现状
        5.1.1 地壳流
        5.1.2 亚洲岩石圈的南向俯冲
        5.1.3 横向地幔流
        5.1.4 岩石圈垂直连贯变形
    5.2 地壳结构特征与变形机制
        5.2.1 青藏高原东北缘中下地壳的低速带
        5.2.2 大型断裂的尺度及作用
        5.2.3 周缘地块的地壳结构特征
    5.3 上地幔结构特征与变形机制
        5.3.1 各向同性S波速度
        5.3.2 各向异性
    5.4 小结
第六章 主要结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 存在的问题与展望
        6.2.1 地震层析成像
        6.2.2 青藏高原深部结构
参考文献
致谢
作者简历、在学期间研究成果及发表文章


【参考文献】：
期刊论文
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[3]鄂尔多斯块体西侧地壳各向异性初步研究[J]. 太龄雪,高原.  地震. 2017(01)
[4]青藏高原东北缘基底结构研究——玛多—共和—雅布赖剖面上地壳地震折射探测[J]. 郭文斌,嘉世旭,段永红,王夫运.  地球物理学报. 2016(10)
[5]与青藏高原东北部地球动力学相关的深部构造问题[J]. 王椿镛,李永华,楼海.  科学通报. 2016(20)
[6]二阶Born近似有限频率走时敏感核[J]. 董兴朋,滕吉文,马学英,宋鹏汉.  地球物理学报. 2016(03)
[7]海原构造区及其周缘上部地壳结构研究[J]. 林吉焱,段永红.  地震学报. 2016(02)
[8]青藏高原大陆动力学研究若干进展[J]. 许志琴,杨经绥,侯增谦,张泽明,曾令森,李海兵,张建新,李忠海,马绪宣.  中国地质. 2016(01)
[9]基于声波方程的有限频伴随状态法初至波旅行时层析[J]. 谢春,刘玉柱,董良国,杨积忠.  石油地球物理勘探. 2015(02)
[10]华北克拉通岩石圈二维P波速度结构特征——文登-阿拉善左旗深地震测深剖面结果[J]. 王帅军,王夫运,张建狮,嘉世旭,张成科,赵金仁,刘宝峰.  中国科学:地球科学. 2014(12)

博士论文
[1]西藏班公湖—怒江特提斯洋的俯冲极性和过程：岩浆岩和碎屑锆石记录[D]. 李世民.中国地质大学(北京) 2018
[2]地震层析成像方法及其应用研究[D]. 童平.清华大学 2012
[3]青藏高原近南北向裂谷的岩石圈结构及其动力学过程[D]. 贺日政.中国地质科学院 2003



本文编号：3700798