Ps转换波的特征及其在浅层剪切波速度结构测定中的应用

发布时间：2020-08-21 18:28

【摘要】：地震转换波是探测地壳和地幔速度结构的有力工具,远震和近震转换波均得到了广泛应用。其中,主要利用远震地壳和地幔间断面转换波的远震P波接收函数得到迅速发展,已经成为获得壳幔速度结构重要方法。远震P波接收函数基于平面波入射假定,将入射波视为与直达P波具有相同射线参数的单一震相。然而,在一定震中距时,核幔边界反射P波(如PcP震相)会进入接收函数提取窗口,而其射线参数与直达P波相差较大,可能导致提取的接收函数存在偏差。本文的测试结果显示PcP往往导致接收函数振幅降低,其中深源倾滑地震激发的PcP对接收函数影响较大,最大可使接收函数振幅降低20%,而走滑地震激发的PcP弱,对接收函数影响很小。受此影响,接收函数反演的壳幔速度会有一定程度的降低。叠加方法可以有效压制接收函数中PcP震相导致的虚假信号,但是仍然难以完全去除PcP对接收函数振幅的影响。与远震相比,近震的震级小、持续时间短、波长小,有助于分辨薄层结构。在近震波形中,基岩顶部界面产生的转换震相Ps携带了沉积层速度结构的信息,能够用来约束浅部的剪切波速度。本文主要利用和转换波Ps的振幅比与走时差,发展了基于近震直达P波测量沉积层剪切波速度结构的方法,并使用松辽盆地内近震数据验证了该方法可靠性。理论测试表明,转换波方法能够较好地恢复沉积层剪切波速度结构。同时,松辽盆地速度结构测量结果显示,本方法获得的沉积层顶部S波速度和盆地内第四纪松散沉积物速度一致,沉积层厚度的分布和区域构造特征相近并且与人工地震勘探结果可比。该方法简便有效,能够用于浅层剪切波速度结构探测。
【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】：

震相,接收函数,理论地震图,射线路径

波射线参数非常接近（Ｃｈｕｅｔａｌ．，邋２０１１），因此假定也基本成立。而实际上远震Ｐ逡逑波接收函数所使用的窗口中还有可能出现其它震相，如核幔边界反射Ｐ波ＰｃＰ及逡逑其派生震相，ｐＰｃＰ、ｓＰｃＰ等（图２．２ａ），为方便起见我们使用ＰｃＰ代表这一系列逡逑震相。这些震相射线参数与Ｐ波显著不同（图２．２ｂ），有可能导致基本假定不成逡逑立。例如，当震源深度为２０邋ｋｍ，在震中距大于５５°时ＰｃＰ和Ｐ波到时差不足逡逑６２ｓ，位于常用的接收函数时间窗口内（８０邋－１２０邋ｓ）邋（ＺｈｕａｎｄＫａｎａｍｏｒｉ，２０００；逡逑Ｃｈｅｎ邋ａｎｄ邋Ａｉ，２００９；邋Ｗｅｉ邋ｅｔａｌ．，２０１１，２０１６；王晨阳和黄金莉，２０１２；郭振等，逡逑２０１２；司少坤等，２０１４；）。同时，基于邋ＰＲＥＭ邋模型（Ｄｚｉｅｗｏｎｓｋｉ邋ａｎｄ邋Ａｎｄｅｒｓｏｎ，逡逑１９８１）计算的远震直达Ｐ波和ＰｃＰ震相的理论射线参数分别为０．０６５邋ｓ／ｋｍ和０．０３５逡逑６逡逑

对比图,射线参数,射线路径,对比图

逦８０逡逑Ｔｉｍｅ（ｓ）逡逑图２．１各震相射线路径示意图、理论地震图和接收函数逡逑（３）卩和？￡＾震相示意图（（１可为１＾（＾0、４丨０１0１１和６６０１0１１间断面）。实线为？波，虚线逡逑为Ｓ波；（ｂ）理论地震图及对应的接收函数。高斯因子为１．０。逡逑接收函数基于平面波入射假定，认为入射波具有相同的射线参数，例如，多逡逑数研宄采用震中距大于３０°的远震Ｐ波数据计算接收函数，以避免三重震相造成逡逑射线参数的差异；而且，也要求选择合适长度的时间窗口以避免ＰＰ等多次波的逡逑干扰。远震Ｐ波中既包含直达Ｐ波，也可能包含地表等界面造成的反射波。对于逡逑深震，远震接收函数所使用的时间窗口中最显著的震相一般是直达Ｐ波，只有一逡逑个射线参数。对于浅震，深度震相ｓＰ、ｐＰ邋（还可能包含ｐｗＰ等震相）和直达Ｐ逡逑波射线参数非常接近（Ｃｈｕｅｔａｌ．

剖面图,剖面图,理论地震图,滑移角

了理论地震图的计算速度。Ｑｉａｎ等（２０１７）在ｔｅｌ３方法的基础上发展了邋ｍｕｌｔｉｔｅｌ３逡逑方法，提高了计算精度并且能够计算远震地核反射震相（ＰｃＰ、ＳｃＳ等），本文采逡逑用ｍｕｌｔｉｔｅｌ３方法计算远震体波格林函数（图２．３）。逡逑理论地震图的合成还需要选取合适的震源参数，其中震源机制解（走向、倾逡逑角、滑移角）较为重要，该参数确定了断层类型及断层滑动方向等信息，本文将逡逑以典型的倾滑型和走滑型地震为例^u展测试。其中，倾滑断层包括正断层和逆断逡逑层，当正断层和逆断层的震源参数中除滑移角相反外其它参数均相同时，同一台逡逑站上的理论地震图仅仅极性相反。基于这两种滑移角相反的断层合成理论地震图，逡逑８逡逑

【参考文献】