利用地震背景噪声研究川滇地区强震前后波速变化特征

发布时间：2017-08-14 22:21

  本文关键词：利用地震背景噪声研究川滇地区强震前后波速变化特征

  更多相关文章： 地震背景噪声 波速变化 GPS应变场 应力场 芦山地震 鲁甸地震

【摘要】：2008年汶川Ms8.0级地震后,川滇地区又先后分别于2013年4月20日和2014年8月3日发生芦山Ms7.0级地震和鲁甸Ms6.5级地震,两次地震均造成了重大的人员伤亡和经济损失,引起了人们的广泛关注。上述两次强震发生后,国内众多学者已从震源机制、发震构造与地震危险性等不同方面进行了研究。地震的孕育与发生涉及地下岩层应力的不断积累与所积累的能量的突然释放,应力及能量的积累与释放将会导致地下介质状态或性质的变化。从长期研究目标来看,监测强震前、后地下介质性质的时变特征,能够帮助理解地震的孕育与发生过程,同时也将有助于的地震预报实践。现有研究表明,利用重复地震或人工震源可以提取地下介质波速的时变特征,从而监测地下介质性质或状态的变化。然而,重复地震的时间和空间分布不均匀以及人工震源成本高昂,其在监测地下介质波速的应用上具有较大局限性。地震背景噪声方法的出现,为监测地下介质波速时变特征提供了另一种有效的方法。利用地震背景噪声研究地下结构及监测介质波速的相对变化是最近几年发展起来的一种新方法,由于地震背景噪声数据易于获取,背景噪声方法相比其它传统方法具有较大优势。且与研究静态速度结构的噪声层析成像不同,利用背景噪声研究介质波速相对变化的方法能够反映介质波速的动态变化过程。本论文分别在上述两次地震的震源区附近选取了部分地震台站,利用地震台站的连续波形记录,采用地震背景噪声方法分别提取了两次地震前后周边介质波速的相对变化。在对芦山地震的研究中,本论文共选取龙门山断裂带附近的11个地震台站,共组成55个台站对,其中两个台站对由于台间距过大,未获得稳定的相对波速变化,排除上述两个台站对,最后分析研究了53个台站对的相对波速变化特征。结果显示,芦山地震的发生,造成了龙门山断裂带中南段局部区域介质波速的急剧变化,并且该变化具有明显的区域差异性:大致以龙门山断裂带为界,断裂带以西同震降低,断裂带以东则同震升高。本论文还利用GPS观测数据,计算了部分台站对的基线长度变化及局部区域的面应变,通过对比发现,面应变同震增大的区域其介质波速在震后均表现为急剧减小,而面应变同震减小的区域其介质波速则同震增大;台站对基线长度的同震变化与其间介质波速的同震变化也具有类似规律。另外,介质波速同震相对变化量与基线长度(面应变)同震相对变化量的相关性分析表明,介质波速的同震变化量与基线长度、面应变的同震变化量均线性相关。在鲁甸地震的研究中,本论文共使用了13个地震台站的连续波形记录,根据计算结果,共有31个台站对的介质波速震后出现降低,23个台站对出现升高,另外24个台站对则未出现明显的同震变化。从鲁甸地震同震波速变化的空间分布中可以看出,较大幅度的同震波速变化主要集中于则木河断裂-小江断裂及莲峰断裂区域。在与周边主要活动断层的应力积累进行对比后发现,震后应力增强的区域其介质波速表现为同震升高,应力减弱的区域其波速则表现为同震降低;同时,两者的变化幅度也成正相关关系。另外,本论文还提取了2014年4月5日云南永善Ms5.1级地震前后周边介质波速的同震变化,并讨论了其对鲁甸地震的影响。根据对上述两次地震的研究,我们认为应变(应力)场的变化是震后介质波速变化的主要控制因素。
【关键词】：地震背景噪声 波速变化 GPS应变场 应力场 芦山地震 鲁甸地震
【学位授予单位】：中国地震局地震预测研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 引言11-23
• 1.1 研究区的地质构造与地震活动11-17
• 1.1.1 川滇地区地质构造背景11-14
• 1.1.2 川滇地区地震活动概况14-17
• 1.2 论文的研究背景及意义17-20
• 1.2.1 研究背景17-19
• 1.2.2 研究意义19-20
• 1.3 论文主要研究内容20-23
• 第二章 地震背景噪声方法23-39
• 2.1 地震背景噪声方法的国内外研究现状23-28
• 2.1.1 地震背景噪声方法的早期探索23-24
• 2.1.2 地震背景噪声在层析成像中的应用24-26
• 2.1.3 地震背景噪声在监测波速变化中的应用26-28
• 2.2 地震背景噪声方法的理论基础28-36
• 2.2.1 利用地震背景噪声提取格林函数28-33
• 2.2.2 走时偏移的计算33-35
• 2.2.3 相对波速变化的计算35-36
• 2.3 本章小结36-39
• 第三章 数据资料与数据处理39-51
• 3.1 台站与数据39-42
• 3.1.1 选取的地震台站39-41
• 3.1.2 数据资料41-42
• 3.2 数据处理42-50
• 3.2.1 单台数据预处理43-44
• 3.2.2 互相关计算及叠加44-46
• 3.2.3 走时偏移计算46-47
• 3.2.4 相对波速变化计算47-50
• 3.3 本章小结50-51
• 第四章 芦山地震前后介质波速变化特征分析51-61
• 4.1 相对波速变化的时变特征52-53
• 4.2 同震波速变化的空间分布特征53-54
• 4.3 同震波速变化与GPS应变场的相关性54-58
• 4.4 本章小结58-61
• 第五章 鲁甸地震前后介质波速变化特征分析61-69
• 5.1 同震波速变化的空间分布特征63-65
• 5.2 2014年4月5日云南永善Ms5.1 级地震对鲁甸地震的影响65-66
• 5.3 本章小结66-69
• 第六章 结论与进一步的研究69-71
• 6.1 主要结论69-70
• 6.2 需要进一步研究的问题70-71
• 参考文献71-83
• 致谢83-85
• 作者简介85-86

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本文编号：675036