论文部分内容阅读
地震背景噪声层析成像即为通过对台站对间长时间的地震背景噪声进行互相关计算以获取台站对间的格林函数,进而获取面波频散信息,并进一步利用地震面波层析成像方法获得地球浅部的速度结构。宽频地震仪是利用地震背景噪声成像探测地下精细结构的必须设备,本文首先对吉林大学-仪器科学与电气工程学院研制的宽频地震仪布设在华南地区的数据记录进行了基于背景噪声的互相关计算和功率谱密度计算并进行了相应的分析:通过台站间互相关极其不对称结果分析得到噪声源主要来源于台站分布的东北方向;各台站间的背景噪声优势频率各有独特特征,其噪声功率谱密度高频成分有很强的日夜变化特征,该现象符合人类日夜活动规律,分析其原因为人为活动干扰所引起;各台站噪声功率谱密度低频成分特征基本一致,其低频成分可能是由海浪的作用等所引起。以上为自制宽频地震仪器的数据记录应用于深部探测算法研究中做了铺垫。利用国家地震台网和区域地震台网的宽频地震数据,对吉林省和辽宁省及辽宁省和渤海区两部分分别进行基本背景噪声成像的研究,对火山区,地热区、地震多发区及特殊地质的成像结果进行了分析和解释及推断。根据宽频地震台站分布特征,并考虑到射线分布的均匀性,因此两次成像研究其区域均覆盖了辽宁省地区。其中吉林省和辽宁省及附近区域的成像研究应用了61个宽频带地震台站2013年1年垂向分量的连续波形记录,本文给出了5s,7s,9s,14s,20s和30s周期的相速度分布图,并对其分布图进行了分析讨论,其中短周期(5-9s)瑞雷波相速度分布与地质构造特征具有较好的相关性。通过对三维SV波速度结构分析得到了如下认识:天池火山区近地表约12km内呈现低速异常,这可能与断裂构造异常发育和地壳中岩浆囊造成的地表热异常有关;天池西侧龙岗山下方存在低速层,推测也是由于深部岩浆的热传导使介质处于高温软化状态所致;近平行于敦密断裂镜泊湖地区及其西南部地壳中均呈现低速异常,根据地热发育背景及赋存条件,并结合三处钻井资料和镜泊湖地堑地热田推断出镜泊湖区为地热资源富集区,其西南部亦为下伏深埋热储;辽南地区2010-2015年浅源地震多发区位于地壳浅部低速区,同时与上地幔局部凸起带东南斜坡存在对应关系。辽宁省和渤海及附近区域的成像研究应用了73个宽频带地震台站2013年1年三分量(垂直分量,东西分量,南北分量)的连续波形记录,本文给出了9s,15s和20s的瑞雷波和勒夫波相速度分布图,并对其分布图进行了分析讨论。短周期(9s)瑞雷波和勒夫相速度分布相似,且与地质构造特征具有较好的相关性,两者成像结果也相互印证。通过对三维剪切波速度结构分析得到了如下认识:海城区和唐山区的小震多发生在地壳浅部,且位于高速和低速过度区及断裂带上或断裂带的延伸方向;渤海海域中部及北部沿郯卢断裂带地壳中下速度偏高,地壳底部莫霍面附近存在明显的高速薄层,这为深部物质沿郯庐断裂带上涌侵蚀地壳的提供依据。本研究对华南地区的数据处理也是为自制宽频地震仪应用于宽频台阵探测试验并进行背景噪声成像等相关数据处理做了铺垫。地震背景噪声的成像结果分析为实际地热勘探工作提供了参考资料;为分析地震孕育、地震的发生规律及地震构造背景提供了基本现象;对研究区特殊地质构造特点及深部动力学过程等研究提供一个参考。