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2022年 53卷 第6期
PDF 30076KB
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2022, 53(6): 613-655.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-008
摘要
摘要:
基于主动源和被动源的面波成像技术近年来发展迅速，已在全球和区域尺度的地球内部圈层精细结构成像、油气田勘探与开发、浅地表地质调查、工程质量超声检测、环境污染治理成效监测等领域开展了广泛的应用研究. 关于面波成像技术的研究成果，涉及到了从理论到应用的众多方面. 本文简要回顾了主要基于瑞利波和勒夫波的浅地表面波成像技术的发展历程，较为详细地调研并综述了高阶模式面波的应用、多道面波波形反演、被动源面波成像、多分量面波成像等技术的研究进展. 并简要分析了其他关于面波信号采集与处理技术的研究情况，如基于高速铁路噪声信号的高铁地震学和基于光信号在光纤内部后向瑞利散射原理的分布式光纤声波传感技术. 最后对浅地表面波成像技术的发展前景进行了简要地展望.
基于主动源和被动源的面波成像技术近年来发展迅速，已在全球和区域尺度的地球内部圈层精细结构成像、油气田勘探与开发、浅地表地质调查、工程质量超声检测、环境污染治理成效监测等领域开展了广泛的应用研究. 关于面波成像技术的研究成果，涉及到了从理论到应用的众多方面. 本文简要回顾了主要基于瑞利波和勒夫波的浅地表面波成像技术的发展历程，较为详细地调研并综述了高阶模式面波的应用、多道面波波形反演、被动源面波成像、多分量面波成像等技术的研究进展. 并简要分析了其他关于面波信号采集与处理技术的研究情况，如基于高速铁路噪声信号的高铁地震学和基于光信号在光纤内部后向瑞利散射原理的分布式光纤声波传感技术. 最后对浅地表面波成像技术的发展前景进行了简要地展望.
2022, 53(6): 656-679.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-018
摘要:
地震层析成像被称为地球CT，是利用地震观测资料反演获得地球深部的结构. 利用体波走时反演速度结构是最稳定、最重要的层析成像方法，成功地揭示了地球的深部结构，推动了地球科学的发展. 近年来，随着地震数据的快速积累与计算机能力的大幅度提升，地震体波成像的理论与应用均取得了显著的进步，在揭示地球内部的物质循环与动力学、大地震的孕震与发震构造等领域均发挥了重要的作用. 本文总结了21世纪以来地震体波成像的新方法和取得的重要进展，特别详细描述了各向异性层析成像的原理和方法. 结合东亚、东南亚地区的研究，本文总结了地震层析成像在揭示俯冲板片的形态、结构的应用，发现东亚地区俯冲太平洋板片大规模滞留在地幔转换带中，但在东南亚大量的俯冲印度—澳大利亚板片直接穿过转换带进入下地幔；地震波各向异性进一步约束了俯冲板片及其上覆地幔的变形特征，东亚地区存在强烈的大地幔楔对流，东南亚的上地幔对流相对复杂，并可能受到青藏高原演化的影响. 在大地震构造区，地震层析成像揭示了明显的速度和结构异常，陆内大地震的震源附近常常发现低速异常，可能指示了流体对大地震的重要影响；在板块边界，发生在俯冲带逆冲断层面的板间大地震与高速异常的分布密切相关，各向异性反映了断层面的应力状态，可以用来研究逆冲断层面的地震构造. 最后，本文探讨了地震体波层析成像存在的问题，展望了该方法如何在地球内部结构演化与动力学领域进一步发挥更大、更重要的作用.
地震层析成像被称为地球CT，是利用地震观测资料反演获得地球深部的结构. 利用体波走时反演速度结构是最稳定、最重要的层析成像方法，成功地揭示了地球的深部结构，推动了地球科学的发展. 近年来，随着地震数据的快速积累与计算机能力的大幅度提升，地震体波成像的理论与应用均取得了显著的进步，在揭示地球内部的物质循环与动力学、大地震的孕震与发震构造等领域均发挥了重要的作用. 本文总结了21世纪以来地震体波成像的新方法和取得的重要进展，特别详细描述了各向异性层析成像的原理和方法. 结合东亚、东南亚地区的研究，本文总结了地震层析成像在揭示俯冲板片的形态、结构的应用，发现东亚地区俯冲太平洋板片大规模滞留在地幔转换带中，但在东南亚大量的俯冲印度—澳大利亚板片直接穿过转换带进入下地幔；地震波各向异性进一步约束了俯冲板片及其上覆地幔的变形特征，东亚地区存在强烈的大地幔楔对流，东南亚的上地幔对流相对复杂，并可能受到青藏高原演化的影响. 在大地震构造区，地震层析成像揭示了明显的速度和结构异常，陆内大地震的震源附近常常发现低速异常，可能指示了流体对大地震的重要影响；在板块边界，发生在俯冲带逆冲断层面的板间大地震与高速异常的分布密切相关，各向异性反映了断层面的应力状态，可以用来研究逆冲断层面的地震构造. 最后，本文探讨了地震体波层析成像存在的问题，展望了该方法如何在地球内部结构演化与动力学领域进一步发挥更大、更重要的作用.
2022, 53(6): 680-701.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-029
摘要:
地球内部界面结构、性质与成因研究是认识地球圈层结构与物理化学性质、探索板块构造及地球系统动力运行机制和过程的重要内容. 接收函数是针对地球内部界面研究而提出、发展并广泛应用的一种地震学方法，目前已经成为探测地壳—上地幔、岩石圈—软流圈、地幔过渡带等分层结构、物质组成、热状态及变形行为等基本问题的有效手段. 自1960年代接收函数方法提出以来，其相关研究成果涉及从理论到应用等众多方面，尤其是近20年以来计算能力与理论研究的快速推进使接收函数成像技术迈入蓬勃发展的新时期. 本文简要回顾接收函数方法的发展历程，在介绍其原理基础上，分别对接收函数的反褶积提取技术、接收函数界面结构成像和波速结构成像三个方面的方法发展与应用研究进行梳理，聚焦于近20年来的最新进展、存在的问题与可能的解决思路. 最后基于地震学发展趋势，从方法和应用两个角度探讨接收函数研究的未来发展方向.
地球内部界面结构、性质与成因研究是认识地球圈层结构与物理化学性质、探索板块构造及地球系统动力运行机制和过程的重要内容. 接收函数是针对地球内部界面研究而提出、发展并广泛应用的一种地震学方法，目前已经成为探测地壳—上地幔、岩石圈—软流圈、地幔过渡带等分层结构、物质组成、热状态及变形行为等基本问题的有效手段. 自1960年代接收函数方法提出以来，其相关研究成果涉及从理论到应用等众多方面，尤其是近20年以来计算能力与理论研究的快速推进使接收函数成像技术迈入蓬勃发展的新时期. 本文简要回顾接收函数方法的发展历程，在介绍其原理基础上，分别对接收函数的反褶积提取技术、接收函数界面结构成像和波速结构成像三个方面的方法发展与应用研究进行梳理，聚焦于近20年来的最新进展、存在的问题与可能的解决思路. 最后基于地震学发展趋势，从方法和应用两个角度探讨接收函数研究的未来发展方向.
2022, 53(6): 702-720.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-028
摘要:
全球和区域地震波衰减模型揭示了地球内部滞弹性的非均匀结构，为解释地球内部温度、熔体和挥发分分布、分析地球动力学过程和地震震源机制等提供了新的启示. 近年来，地震学衰减层析成像在面波及背景噪声衰减成像、体波衰减成像、区域震相及尾波衰减成像、全波形衰减成像的理论与应用方面均取得了实质性进展. 在此基础上本文列举了一些地震学衰减层析成像研究中正在开拓和发展的方向.
全球和区域地震波衰减模型揭示了地球内部滞弹性的非均匀结构，为解释地球内部温度、熔体和挥发分分布、分析地球动力学过程和地震震源机制等提供了新的启示. 近年来，地震学衰减层析成像在面波及背景噪声衰减成像、体波衰减成像、区域震相及尾波衰减成像、全波形衰减成像的理论与应用方面均取得了实质性进展. 在此基础上本文列举了一些地震学衰减层析成像研究中正在开拓和发展的方向.
2022, 53(6): 721-744.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-024
摘要:
随着现代地震观测系统的快速发展，地震信号能够在更宽的频带、更大的动态范围和更高的空间密度以数字形式被准确地记录下来，由此提供了利用大量高质量地震数据获取地下介质品质因子Q值精细分布的可能性. 地震Lg波是区域地震记录中最显著的震相之一，因其主要在地壳内以导波形式传播或能量集中在壳内的高阶面波的叠加，所以常常被用来研究地壳的衰减属性. 本文对利用Lg波进行地壳衰减测量的理论和实践进行了系统回顾，对相关的反演方法进行了介绍，同时也对与此有关的大量实际问题有所述及，例如区域地震资料收集、震相分离、噪声分析和数据质量控制，振幅谱计算、去噪处理等. 进一步介绍了衰减成像结果在研究地质学、地球物理学和地球动力学方面的应用. 以中国台湾及周边地区的地震数据处理为例，介绍了地壳Lg波成像的具体流程. 根据416个区域地震事件在86个宽频带地震台站的8650条垂直分量波形记录，建立了台湾岛及周边宽频带、高分辨率的地壳Lg波Q值模型，模型频率范围为0.05～10.0 Hz. 在数据覆盖较好的地区，分辨率可达0.25º×0.25º. 模型揭示出该区地壳Lg波Q值横向变化显著，以岛内高Q值、周边低Q值为主要特征. 低Q异常主要出现在台湾东北部南日岛盆地、东南部台南盆地、台湾东部菲律宾板块俯冲带以及欧亚板块的碰撞带、花东海盆、琉球弧和冲绳海槽等区域. 这些强衰减区与板块碰撞引起的强烈构造活动有关.
随着现代地震观测系统的快速发展，地震信号能够在更宽的频带、更大的动态范围和更高的空间密度以数字形式被准确地记录下来，由此提供了利用大量高质量地震数据获取地下介质品质因子Q值精细分布的可能性. 地震Lg波是区域地震记录中最显著的震相之一，因其主要在地壳内以导波形式传播或能量集中在壳内的高阶面波的叠加，所以常常被用来研究地壳的衰减属性. 本文对利用Lg波进行地壳衰减测量的理论和实践进行了系统回顾，对相关的反演方法进行了介绍，同时也对与此有关的大量实际问题有所述及，例如区域地震资料收集、震相分离、噪声分析和数据质量控制，振幅谱计算、去噪处理等. 进一步介绍了衰减成像结果在研究地质学、地球物理学和地球动力学方面的应用. 以中国台湾及周边地区的地震数据处理为例，介绍了地壳Lg波成像的具体流程. 根据416个区域地震事件在86个宽频带地震台站的8650条垂直分量波形记录，建立了台湾岛及周边宽频带、高分辨率的地壳Lg波Q值模型，模型频率范围为0.05～10.0 Hz. 在数据覆盖较好的地区，分辨率可达0.25º×0.25º. 模型揭示出该区地壳Lg波Q值横向变化显著，以岛内高Q值、周边低Q值为主要特征. 低Q异常主要出现在台湾东北部南日岛盆地、东南部台南盆地、台湾东部菲律宾板块俯冲带以及欧亚板块的碰撞带、花东海盆、琉球弧和冲绳海槽等区域. 这些强衰减区与板块碰撞引起的强烈构造活动有关.
