利用远震数据探测地壳结构——以江苏地震台站为例文献综述

 2022-01-07 09:01

全文总字数:2671字

文献综述

国内外研究现状、发展动态1.接收函数的发展动态接收函数是通过去除远震体波中的震源影响、传播路径影响和仪器影响后,得到反映台站下方地壳上地幔结构的时间序列[1]。

接收函数对速度间断面比较敏感,可以通过分析接收函数的波列形态了解地壳的结构特征。

利用接收函数 H-κ 方法还可以进一步获取地震台站下方的地壳厚度和波速比[2]。

接收函数包含地震台站下方地壳和上地幔速度 间断面所产生的转换波及其多次反射波的信息.早在1964年,Phinney提出利用远震体波研究地壳及 上 地 幔 结 构 的 接 收 函 数 方 法.朱 露 培 等 人 利 用 19911992年 PASSCAL 宽频台站观测数据将这 种方法首次用于青藏高原的研究(Zhuetal.,1995). 根据 PASSCAL 资料,国内学者采用时间域的最大 熵谱反褶积算法得到了台站接收函数的一维S波速 度分布(吴庆举等,2003).近些年来,国内外学者利 用接收函数研究青藏高原壳幔结构的成果不断涌 现.研究 者 普 遍 采 用 时 间 域 反 褶 积 技 术 (Ligorria andAmmon,1999)及其改进算法提取接收函数,进 而利用 犎κ叠加方法获得单个台站下方的地壳厚 度和平均波速比(ZhuandKanamori,2000;Chevrot andvanderHilst,2000;NiuandJames,2002;Nair etal.,2006;危自根等,2011),也有学者采用共转换 点(CCP)叠加方法来研究地壳结构(Kosarevetal., 1999;Zhu2000;Kindetal.,2002;Wittlingeret al.,2004;张广成等,2013).2.共转换点叠加方法的研究现状CCP叠加方法是由Zhu根据共反射点叠加(CMP)方法提出来的【3】,首先在背景速度下对接收函数的射线路径进行计算,并将时间域的接收函数的每一个振幅都看作某个深度的界面产生的Ps转换波,在对接收函数进行时深转换和入射角矫正之后,这些振幅就会在其发生的深度上排列,对台站下方进行深度划分,本文是以0.5km对深度进行划分,之后在每层内设定共转换点单元和像素点的大小。

在对某层某一转换点进行共转换点叠加时,将该转换点周围共转换点单元内的所有转换点对应的振幅进行叠加,之后赋值给该转换点周围像素点大小的范围,通过这样的叠加方法即可对台站下方的结构进行成像,生成的图像即为共转换点叠加的结果。

该方法可以很直观的得到一条测线下方的地壳结构的变化,本文中所设定的共转换点单元是由菲涅耳带半径加平滑长度所决定的。

菲涅耳带半径在深度为z的地方大小为为根号下波长【4】和z乘积的二分之一。

本文在计算CCP叠加的时候针对盆地地区沉积岩信号对Moho面转换波信号干扰较强的情况,通过调整平滑长度,增加共转换点单元中参与叠加的射线数目,来增强盆地地区Moho面转换波的信号强度。

3.H-k叠加方法的研究现状由台站接收到的地震记录计算出的接收函数经过坐标变换,转换为水平径向、切向和垂直向三个方向.接收函数的水平径向主要包括直达Р波,Ps波以及其经过多次反射的 PpPs,PsPs和 PpSs 等震相.利用这些震相和直达Р波之间的到时差,可以通过公式(4),得到地壳的厚度[15].(4)式中, tptPpPs和t pSs PSP,分别代表Ps,PpPs和 PpSs 以及PsPs和直达P波的到时差,p为射线参数,Vp,Vs表示P波和S波的速度.本文设定Vp的值为6.3 km/s,Vs=Vp / xc.可以看出,每一个式子中的一组H 和x都对应一个到时,通过这些到时,可以求出其在接收函数的水平径向分量中对应的振幅.将这些振幅按照(5)式进行叠加,当对一定范围内的H和r进行扫描时,得到的最大叠加振幅的地方,即为所求得的H和,值,这种方法即为Hx叠加.叠加的权重rw;之和为1.在进行叠加的时候,每个震相的权重是不同的.本文对三个震相权重的取值分别为0.6,0.3和0.1.在s(H ,x)取最大值时,对其进行泰勒展开,忽略高阶项,就得到H和r 的方差[15,见公式(6).oR是在叠加过程中估算出的s(H,x)的方差.参考文献:[1] OwensTJ,ZandtG,TaylorSR.SeismicEvidenceforan AncientRiftbeneaththeCumberlandPlateau,Tennessee: ADetailedAnalysisofBroadbandTeleseismicPWaveforms [J].Journalof Geophysical Research,1984,89(B9): 7783-7795[2] ZhuLP,KanamoriH.MohoDepthVariationinSouthern Californiafrom TeleseismicReceiverFunctions[J].Journal ofGeophysicalResearch:Solid Earth,2000,105(B2): 2969-2980[3]ZhuL P. CrustalstructureacrosstheSan AndreasFault, southern Californiafrom teleseismic converted waves. Earth and Planetary ScienceLetters,2000,179(1):183~ l9O[4]ZhuLP,MitchellBJ,AkyolN,eta1.Crustalthickness variations in the Aegean region and implications for the extension of continental crust. Journal of Geophysical Research,2006,1ll:B01301,doi:10.1o29/2oo5JB003770[5][15] 邓起东主编.中 国活动 构造 图 (1:4000000).北京 :地震 出 版 社 ,2007 DengQ D。

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