甘东南地区背景噪声层析成像

发布时间：2017-09-09 05:37

  本文关键词：甘东南地区背景噪声层析成像

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【摘要】：通过背景噪声提取频散曲线,进而对地下结构信息进行成像,是近十年发展起来的一种新的成像方法。该方法不依赖于天然地震发生和震源位置,根据不同周期的频散曲线来研究地下不同深度的速度结果,对地壳浅部结构具有分辨能力高的优点。目前该技术在全球各区域得到了广泛的应用。甘东南地处青藏地块东北缘,被西秦岭北缘断裂带和东昆仑断裂带所围限,处于地震频发的南北地震带的北段。甘东南地区地质构造复杂、地震频发,是青藏高原东北缘构造活动强烈的地区之一,一直是地球物理学研究的热点。本论文选取了由中国地震局地质研究所和兰州地震研究所在甘东南地区合作布置的150套宽频带地震仪器记录的一年垂直分量的长时间连续地震噪声数据,数据时间段为2010年1月至2010年12月,通过计算台站对之间背景噪声的互相关函数并叠加得到5~40s周期的瑞利面波信号。基于互相关函数非对称的特点,通过信噪比和归一化背景能量流方法研究了甘东南地区背景噪声源在5~10s和10~20s两个频段内的时空演化特征;从得到的瑞利面波信号中提取出频散曲线,最后通过面波反演的方法得到了瑞利面波6~30s周期的群速度结构图像。初步形成如下结论:(1)甘东南地区5~10s和10~20s周期背景噪声源具有明显的季节变化特征和各自的优势方位,5~10s周期背景噪声的夏季能量优势方位为170°~240°,噪声源主要位于印度洋,冬季能量优势方位为100°~150°,噪声源主要位于北太平洋;10~20s周期的背景噪声源比较复杂,优势方位受多个大洋的交替影响,夏季噪声源能量优势方位为170°~210°,其噪声源主要位于印度洋,冬季则为90°~150°和310°~355°,噪声源分别位于北太平洋和北大西洋。(2)在6~8s所表征的上地壳速度结构信息中,低速区与地表断裂的分布形态具有一致性,可能是速度结构控制了断层的深部延展特征;14~16s周期对应的是地壳中部范围,其高速异常区位置与上地壳基本保持一致,而低速异常区被3个高速异常区域隔离开,呈现出条带状展布的特点;24s以上周期所代表的下地壳范围内,其两个速度异常区被西秦岭北缘断裂和“V”字型构造体系转折部位所分割。总体上,从上地壳到中下地壳,甘东南地区群速度分布呈现西高东低的特征。(3)甘东南地区从上地壳到中下地壳都存在速度结构的非均匀性,呈东高西低形态分布。由于受到北东向的鄂尔多斯地块的阻挡,甘东南地区的最大主应力轴发生了顺时针旋转,越往东受到的挤压越明显,这可能是导致甘东南地区速度结构呈现东高西低的原因。(4)1970~2015年的地震活动显示,甘东南地区地震活动空间分布不均匀,具有比较显著的地质活动特征,大多数中强震(s≥4.3)发生在低群速度与高群速度的过渡地带内,且偏向于高速区域一侧。这对于深入研究孕震环境及判定地震活动的危险地带具有重要意义。
【关键词】：甘东南地区 背景噪声成像 互相关函数 噪声源 群速度
【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
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第一章 引言12-19
• 1.1 背景噪声层析成像的研究现状12-14
• 1.2 区域地质背景及研究现状14-17
• 1.2.1 区域地质背景14-15
• 1.2.2 甘东南地区研究现状15-17
• 1.3 研究目的和意义17-18
• 1.4 研究内容和研究思路18-19
• 1.4.1 研究内容18
• 1.4.2 研究思路18-19
• 第二章 原理与方法19-29
• 2.1 背景噪声基本概念19
• 2.2 背景噪声层析成像的理论19-25
• 2.2.1 模式均分理论20-21
• 2.2.2 时间反演对称理论21-22
• 2.2.3 稳相近似理论22-23
• 2.2.4 单向波相关类型的互易理论23-24
• 2.2.5 互相关函数和经验格林函数24-25
• 2.3 面波频散曲线提取25-26
• 2.3.1 面波基本概念25
• 2.3.2 多重滤波25-26
• 2.4 面波层析成像26-29
• 2.4.1 模型参数化26-27
• 2.4.2 正演27
• 2.4.3 反演27-29
• 第三章 数据处理和频散测量29-40
• 3.1 数据选取29-30
• 3.2 数据处理30-37
• 3.2.1 数据预处理30-34
• 3.2.2 互相关与叠加34-37
• 3.3 群速度频散曲线测量37-40
• 第四章 甘东南地区背景噪声特征分析40-46
• 4.1 原理及方法41-42
• 4.2 甘东南地区背景噪声特征分析42-44
• 4.2.1 信噪比表征噪声能量来源的特征分析42-43
• 4.2.2 归一化背景能量流表征噪声能量来源的特征分析43-44
• 4.3 结论44-46
• 第五章 甘东南地区背景噪声Rayleigh群速度层析成像46-53
• 5.1 瑞利面波层析成像46-51
• 5.1.1 分辨率检测46-50
• 5.1.2 群速度分布特征50-51
• 5.1.3 甘东南地区群速度与中强地震分布的关系51
• 5.2 小结51-53
• 第六章 结论与讨论53-56
• 6.1 主要结果及基本认识53-54
• 6.2 讨论与展望54-56
• 参考文献56-65
• 致谢65-66
• 作者简介66

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本文编号：818609