利用噪声成像方法研究南北地震带北段强震前后的波速变化

发布时间：2017-08-31 10:19

  本文关键词：利用噪声成像方法研究南北地震带北段强震前后的波速变化

  更多相关文章： 南北地震带北段 背景噪声 层析成像 速度结构 临潭-宕昌断裂带 低速异常 甘肃岷县漳县Ms6.6级地震

【摘要】：目前,地震预测问题仍然是一个世界性的科学难题,如何才能较为准确地判断出地震预测三要素(时间、地点和震级),是现在地震研究需要继续探索的方向。已有地震预测方法很多,孕震区介质波速变化是目前较有希望的一个研究方向。众多研究结果已经表明,地震孕育过程中,震源区介质的物理状态会相应地发生改变,而大震前区域构造应力的持续增大会引起震源区及其周边地区地下介质参数的改变,进而引起介质波速发生变化。故近代地震学一个早期想法就是希望对地壳内部的波速变化进行监测,分析地壳内部区域应力状态的变化,争取在地震预测方面有所突破。在利用波速比(spVV)来分析强震前后波速变化时,由于数据资料较依赖于地震和台站的分布,而天然地震大多发生在大陆构造板块的边缘区域或断裂带附近且台站分布不均匀,故得到结果可靠性较差。利用天然地震事件资料来研究波速变化存在震源定位和射线分布不均匀等问题,成像结果分辨率不高,故多用于静态的波速研究。通过“主动源”方法探测地下介质的波速变化,可得到不同时间段的动态波速变化,然而这一方法花费太大。接收函数方法对速度界面(莫霍面和古登堡面)较为敏感,仅仅可以得到台站附近的地壳上地幔结构。利用背景噪声层析成像方法可以得到不同时间段、不同深度的速度成像分布图,进而探索和分析强震前后在震源附近的地震波速变化情况。背景噪声方法相较于之前的成像方法,表现出不依赖于地震的发生,射线分布均匀,可研究短周期面波、花费小等优点。因此,背景噪声方法为详细了解地球内部结构,研究地下介质状态变化提供了新的思路。本文利用噪声成像方法研究南北地震带北段地区强震前后波速变化,并对该区现阶段地震活动性进行综合分析,研究结果可为该区域的地震预测研究和地震预报工作提供依据。论文基于南北地震带北段(32。~40。N,99。~108。E)94个固定数字地震台站2013~2016三年的测震台网连续记录到的波形资料,利用噪声成像方法反演得到该地区三年内不同时间段、三个月时间窗长的Rayleigh面波相速度结构与波速演化。通过噪声互相关方法来获得台站间的经验格林函数,利用相匹配滤波的时频分析技术测量Rayleigh面波的相速度频散曲线,将研究区域划分为。。5.05.0′的网格,利用层析成像方法反演得到该地区的相速度成像图。然后得到2013年7月22日岷县—漳县Ms6.6级地震前后不同时间段、两个月相同时间窗长的Rayleigh面波在6s、8s、10s、12s、14s、16s、18s、20s、25s、30s、35s、40s等不同周期的相速度成像分布图,对比分析震前震后速度结构动态变化,据此分析震前地下介质状态的变化,以期应用于地震预报研究。本文主要得到的初步结论简要如下:(1)南北地震带北段Rayleigh面波相速度层析成像结果表明,整个南北地震带北段大部分均处于低速状态,西秦岭构造带形成一个分界线,将研究区域分为两大部分,其北部区域除祁连山东段波速较低外,其他区域大部分波速呈现高速,特别在西秦岭构造带东部区域出现高速异常区;其南部区域波速几乎都呈现低速分布,特别是东昆仑构造带与西秦岭构造带交界处呈现出异常的低速区。阿拉善块体呈现出大面积低速异常,原因可能是由阿拉善块体特别厚的沉积层导致,而华南块体相对来说速度较其他区域高,可能是沉积层较浅。(2)2013年甘肃岷县漳县Ms6.6级地震前5~6月份相对于3~4月份,临潭—宕昌断裂带附近及周边地区出现了波速降低的现象,而震后出现反向调整,8~9月份相对于5~6月份出现波速逐渐恢复升高。结果表明在岷县—漳县地震前两个月出现了波速低值异常,并且岷县—漳县地震发生在低速异常的边界地区。同时,岷县—漳县地震前,祁连山中段也出现了波速低值异常,根据资料,在该区发生了2013年9月20日青海门源5.1级地震。(3)利用噪声成像方法研究震前地震参数的变化这一方法仍在探索研究中,根据本文结果,结合该区域近几年的地震活动性和强震孕育特征,2013年的甘肃岷县Ms6.6地震的发生释放了一定的能量,认为甘东南地区存在发生6级左右及以上地震的可能性,并且推测老虎山—毛毛山断裂带和祁连山断裂带及其附近区域也具有发生强震的危险性。因此,该区域需要密切关注。
【关键词】：南北地震带北段 背景噪声 层析成像 速度结构 临潭-宕昌断裂带 低速异常 甘肃岷县漳县Ms6.6级地震
【学位授予单位】：中国地震局兰州地震研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315.3
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 引言14-15
• 1.2 背景噪声方法的发展概况15-16
• 1.3 利用背景噪声研究波速变化的现状16-18
• 1.4 南北地震带北段的地质构造背景18-21
• 1.5 研究目的和意义21-22
• 1.6 本文篇章结构安排22-24
• 第二章 背景噪声层析成像的原理和方法24-32
• 2.1 地震背景噪声的理论解释24-29
• 2.1.1 基于均分模式的假设（弥散场假设）25-26
• 2.1.2 时间反演不变性解释26-28
• 2.1.3 噪声互相关函数（NCF）和经验格林函数（EGF）的关系28
• 2.1.4 背景噪声的优点28-29
• 2.2 层析成像的基本原理和方法29-32
• 2.2.1 模型参数化29
• 2.2.2 地震射线追踪29-30
• 2.2.3 正演与反演30-31
• 2.2.4 解的分辨率分析31-32
• 第三章 噪声成像的数据处理过程32-42
• 3.1 单台数据预处理33-34
• 3.2 互相关函数中提取经验格林函数34-35
• 3.3 信噪比测量35-38
• 3.4 频散曲线的测量38-39
• 3.5 数据质量控制39
• 3.6 面波层析成像39-40
• 3.7 结果的可靠性分析40-42
• 第四章 南北地震带北段Rayleigh面波相速度层析成像42-61
• 4.1 数据42-44
• 4.2 数据处理44-45
• 4.3 格林函数的提取45-46
• 4.4 面波层析成像46
• 4.5 南北地震带北段的相速度层析成像结果46-53
• 4.5.1 南北地震带北段台站对的路径覆盖情况46-48
• 4.5.2 南北地震带北段不同周期的相速度层析成像结果48-53
• 4.6 结果的可靠性分析53-58
• 4.6.1 射线密度覆盖情况53-54
• 4.6.2 检测板试验54-56
• 4.6.3 分辨率测试56-57
• 4.6.4 剩余残差57-58
• 4.7 南北地震带北段Rayleigh面波相速度层析成像58-60
• 4.8 本章小结60-61
• 第五章 南北地震带北段强震前后的波速变化61-70
• 5.1 强震前后波速变化研究现状61
• 5.2 相对波速变化61-62
• 5.3 数据与资料62
• 5.4 南北地震带北段Rayleigh面波 2013-2016年的动态波速演化62-65
• 5.5 2013年甘肃岷县漳县地震前后的波速变化65-68
• 5.6 结论与讨论68-70
• 第六章 结论与展望70-73
• 参考文献73-80
• 致谢80-82
• 作者简介82-83

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李洪吉 ,孙惠文;中国中部南北地震带的统计分区[J];地质科学;1973年02期

2 马宗晋;华北和南北地震带近期地震危险研究成果交流会在九江召开[J];中国地震;1985年02期

3 雍幼子;;中国南北地震带的划分及其意义[J];四川地震;1988年01期

4 雍幼予;;中国南北地震带地震活动的丛集性研究[J];四川地震;1990年04期

5 崔中元;南北地震带北段地壳微动态变化的初步研究[J];西北地震学报;1986年02期

6 秦卫平;;南北地震带中段地震发生的统计特征[J];四川地震;1986年03期

7 程万正;南北地震带地震转移图像与趋势预测[J];地震;2005年01期

8 王双绪;张希;张四新;张晓亮;薛富平;;南北地震带区域形变异常特征与地震关系研究[J];地震;2006年01期

9 李海华;南北地震带北段地震活动的有序性和层次性[J];地球物理学报;1987年06期

10 徐纪人，，尾池和夫;南北地震带南段应力场特征及其与板块运动的关系[J];地震学报;1995年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 董治平;薛丁;程建武;雷芳;;中国8级地震讨论[A];中国地震学会成立三十年学术研讨会论文摘要集[C];2009年

2 李永华;潘佳铁;吴庆举;丁志峰;;南北地震带南段壳幔S波速度结构研究[A];中国地球物理2013——第九专题论文集[C];2013年

3 郑建常;林梅;王鹏;王峰吉;;南北地震带对华北地区地震活动影响的统计分析[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

4 王非;梁恕信;师水月;张必敖;;南北地震带北段硅热流值[A];1991年中国地球物理学会第七届学术年会论文集[C];1991年

5 闵祥仪;周民都;张元生;;南北地震带北段S波速度结构及介质泊松比二维分布[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年

6 葛粲;郑勇;谢祖军;杨英杰;熊熊;;南北地震带岩石圈三维S波波速结构[A];中国地球物理2013——第十四专题论文集[C];2013年

7 闵祥仪;盛国英;;南北地震带北段现代构造应力场及其地震活动[A];1994年中国地球物理学会第十届学术年会论文集[C];1994年

8 张希;王双绪;王文萍;张晓亮;薛富平;张四新;;南北地震带近期地壳运动与构造变形特征[A];中国地震学会第11次学术大会论文摘要集[C];2006年

9 张会平;张培震;袁道阳;郑文俊;郑德文;;南北地震带中段地貌发育差异性及其与西秦岭构造带关系初探[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年

10 雍幼予;;中国南北地震带的分段性[A];中国地震学会第三次全国地震科学学术讨论会论文摘要汇编[C];1986年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 本报记者 杨君;未来两年地震可能减少[N];光明日报;2013年

2 马宗晋;东亚巨灾为何频频发生？[N];大众科技报;2008年

3 马宗晋;东亚巨灾为何频频发生?[N];大众科技报;2011年

4 林治波 曹树林 银燕 隋欣 高翔 苗亮军 王生元;震中直击[N];人民日报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 徐小明;南北地震带壳幔结构成像研究[D];中国地震局地球物理研究所;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 时成相;南北地震带北段地壳介质地震各向异性特征研究[D];兰州大学;2015年

2 严珊;利用噪声成像方法研究南北地震带北段强震前后的波速变化[D];中国地震局兰州地震研究所;2016年

3 罗文行;南北地震带南段震源空间分布特征与地壳物性结构的关系及其构造意义[D];中国地质大学;2009年

4 李成帅;南北地震带震害损失快速评估技术研究[D];中国地震局地球物理研究所;2013年

本文编号：765019