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基于交叉梯度结构约束的近震、远震体波走时联合反演方法
1
作者 胡莉娅 田宝卿 李丽 《地球物理学报》 北大核心 2025年第5期1795-1807,共13页
近震、远震体波走时层析成像是研究地球内部速度结构的常用方法.为克服单一数据对结构约束不强的问题,本文提出了一种基于交叉梯度结构约束的近震、远震体波走时联合反演方法.首先,通过分析具有不同速度结构特征的模型,探讨了交叉梯度... 近震、远震体波走时层析成像是研究地球内部速度结构的常用方法.为克服单一数据对结构约束不强的问题,本文提出了一种基于交叉梯度结构约束的近震、远震体波走时联合反演方法.首先,通过分析具有不同速度结构特征的模型,探讨了交叉梯度函数的性质.随后,开展合成模型测试并结合顺序策略,实现了交叉梯度结构约束在近震、远震体波走时联合反演中的应用.合成测试结果表明,基于交叉梯度结构约束的联合反演增强了对浅部构造体边界的约束,获得了结构形态特征更清晰的速度模型.同时,联合反演中的顺序策略有助于平衡数据拟合和结构约束,提升了速度模型的准确性.此外,基于交叉梯度结构约束的联合反演显著抑制了单一数据反演中因过拟合导致的高幅值速度扰动假象,增强了反演结果的稳定性. 展开更多
关键词 交叉梯度 体波走时层析成像 联合反演
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利用体波层析成像技术研究欧亚及邻区地幔三维速度结构 被引量：1
2
作者 程先琼 朱介寿 蔡学林 《沉积与特提斯地质》 CAS CSCD 2003年第2期90-94,共5页
根据体波层析成像技术,利用大量走时数据,做出0°～180°E,30°S～90°S范围内0～2889km深的三维速度分布图像,得到欧亚地区局部区域岩石圈及地幔的高分辨率速度结构,并从地球动力学角度出发对这些成像结果做进一步解释。
关键词 体波层析成像 三维速度结构 地球动力学
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利用密集台阵近震层析成像研究云南宾川上地壳速度结构 被引量：19
3
作者 张云鹏 王宝善 +3 位作者 林国庆 王伟涛 杨微 吴中海 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3292-3306,共15页
滇西北宾川盆地是发育于红河断裂和程海断裂交汇处的晚新生代张扭断陷盆地,该区活动断裂发育且历史地震比较活跃.对宾川盆地及邻区进行高精度浅层和上地壳精细结构研究,有助于深入认识该区主要发震构造的深浅部特征.基于2017年在宾川盆... 滇西北宾川盆地是发育于红河断裂和程海断裂交汇处的晚新生代张扭断陷盆地,该区活动断裂发育且历史地震比较活跃.对宾川盆地及邻区进行高精度浅层和上地壳精细结构研究,有助于深入认识该区主要发震构造的深浅部特征.基于2017年在宾川盆地及其附近开展的为期2个月的密集台阵观测数据,我们对该区96个小震共拾取了117221条初至P波和5475条初至S波震相,并利用simul2000开展了地震重定位和体波层析成像研究.结果表明:(1)小震活动主要集中在宾川盆地东缘断裂的弧形转折部位,并在洱海南侧呈现沿北东向断裂的条带状分布现象,反映了区域上近南北向至北东向断裂是主要控震构造,其次是北西向断裂带.(2)0 km的速度分布与区域地形有很好的对应关系.山地呈现高速异常,宾川盆地呈现低速异常.从3 km至9 km,高低速分界与断层有很好的对应,并且越往深部,近南北向至北北东向的宾川盆地东缘断裂在上地壳构造的控制作用越明显.(3)上地壳层析成像结果同时揭示了宾川盆地东缘断裂的三维形态变化在空间上呈现出南北部倾角大、中部倾角缓的变化特征,可能与区域地块的旋转变形过程有关.(4)综合高精度浅层速度结构和地震重定位结果可知,区域上的近南北向至北北东向断裂正逐步取代北西向构造,成为主要的区域分界断裂和控震构造.新的研究结果为深入理解该区的主要控震构造及其深部结构特征提供了重要依据. 展开更多
关键词 云南宾川 程海断裂 气枪震源 体波层析成像 地震重定位
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安徽气枪实验固定台层析成像初步结果 被引量：12
4
作者 张云鹏 王宝善 +1 位作者 王伟涛 徐逸鹤 《中国地震》 北大核心 2016年第2期331-342,共12页
为探索气枪震源在探测区域性地壳结构中的应用,2015年10月10～ 20日在长江马鞍山-安庆段开展了气枪流动激发实验（安徽实验）,在20个固定点激发2973炮,中间流动激发1872炮,由周边109个固定台、700个流动台（包括11条测线）进行接收.为... 为探索气枪震源在探测区域性地壳结构中的应用,2015年10月10～ 20日在长江马鞍山-安庆段开展了气枪流动激发实验（安徽实验）,在20个固定点激发2973炮,中间流动激发1872炮,由周边109个固定台、700个流动台（包括11条测线）进行接收.为获取郯庐断裂带南端较为精细的地壳速度结构,本文利用安徽气枪实验中采集到的固定台数据进行初至P波震相拾取,对20个气枪源、52个台站、335个震相进行体波层析成像,验证了利用气枪震源激发进行体波层析成像的可行性,并得到了P波速度结构的初步研究结果：①利用大容量气枪震源激发可进行三维体波层析成像;②15km深度的成像结果显示出大区域高、低速异常区的清晰轮廓,即从研究区中心向外整体呈现出低-超低-低-高的分布特征,该特征与地质构造背景相关,具有显著的横向不均匀性;③秦岭-大别造山带显示出高速异常,与其深部超高压变质岩相对应,而长江中下游地区整体呈现低速异常,与其特殊的成矿背景相对应. 展开更多
关键词 郯庐断裂带南端 大容量气枪 震相拾取 体波层析成像
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华北克拉通东北部的远震S波走时层析成像研究 被引量：1
5
作者 胡刚 滕吉文 +1 位作者 何正勤 丁志峰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1703-1712,共10页
华北克拉通是近年来我国地学界研究的热点之一.本文利用布设在华北东北部地区的华北地震科学台阵所记录的远震波形资料,用波形互相关方法拾取了9105条S波走时残差数据,进而用体波走时层析成像方法反演获得了研究区从地表至600 km深度的... 华北克拉通是近年来我国地学界研究的热点之一.本文利用布设在华北东北部地区的华北地震科学台阵所记录的远震波形资料,用波形互相关方法拾取了9105条S波走时残差数据,进而用体波走时层析成像方法反演获得了研究区从地表至600 km深度的S波速度结构.所获得的S波层析成像结果表明,华北克拉通中部块体的山西断陷带低速异常一直从地面延伸至上地幔约300 km深处,推测该低速异常体可能与中、新生代的大同火山群的形成与活动有关.研究发现华北东部存在一高速异常体由东部渤中凹陷的地壳一直向西延伸至太行山山前断裂下方地幔转换带410 km附近,推测该高速异常体可能为太平洋板片向西俯冲在华北克拉通东部块体下方地幔过渡带内的滞留.研究结果显示华北克拉通东部的华北盆地表现为高低速相间分布,表明该地区下方的岩石圈发生了破坏,而位于华北克拉通北缘的燕山造山带显示为高速异常,表明燕山造山带下方的岩石圈没有明显的破坏迹象. 展开更多
关键词 体波层析成像 波形互相关 走时残差 华北克拉通 S波速度结构
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小江断裂带北段上地壳三维速度结构研究及鲁甸M_(S)6.5地震构造分析 被引量：3
6
作者 邓菲 吴庆举 许力生 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1288-1302,共15页
利用巧家流动台阵2012—2017年期间记录到的近震P波和S波到时数据,采用地震体波走时层析成像方法,反演得到了小江断裂带北段及鲁甸地震震源区上地壳的高分辨率V_(P)和V_(P)/V_(S)模型.成像结果显示:小江断裂带北段在0~6 km左右的深度表... 利用巧家流动台阵2012—2017年期间记录到的近震P波和S波到时数据,采用地震体波走时层析成像方法,反演得到了小江断裂带北段及鲁甸地震震源区上地壳的高分辨率V_(P)和V_(P)/V_(S)模型.成像结果显示:小江断裂带北段在0~6 km左右的深度表现为低波速、高波速比异常,在9~12 km左右的深度以下,小江断裂带北段整体开始呈现显著的高速特征,形状呈向上凸起的特征,这可能是玄武岩侵入的痕迹,暗示了小江断裂带可能是二叠纪峨眉山玄武岩喷发的主要通道.这些高速物质的侵入使得地壳较为脆性,介质强度较低,有助于后期小江断裂带的形成.小江断裂带北段两侧的结构差异显示出一定的分段特征,巧家段和达朵段东侧块体表现为明显的高速异常,而中间的蒙姑段则表现为低的波速异常.整体来说,小江断裂带北段的深浅结构及两侧块体的结构差异,反映了其大型走滑断层和块体边界的构造特征.鲁甸M_(S)6.5地震所在的莲峰断裂和昭通—鲁甸断裂之间的块体呈现“低-高”型的速度异常特征,使得昭通—鲁甸断裂两侧形成明显的速度差,西北侧的低速异常区在大凉山次级块体的挤压变形过程中,受到了高速的昭通—鲁甸断裂阻挡,应力在高低速过渡区积累、释放,进而发生鲁甸地震.此外,在鲁甸地震的两个共轭余震节面中均显示:主震发生在高低速过渡区,余震分布与高低速过渡区和高速区有关,与高低波速比过渡区和低波速比有关. 展开更多
关键词 小江断裂带北段 体波成像 地壳速度结构 鲁甸地震 波速比
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基于交叉梯度交替结构约束的二维地震走时与全通道直流电阻率联合反演 被引量：15
7
作者 高级 张海江 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期4310-4322,共13页
在利用不同的地球物理勘探方法对地下复杂介质成像时,因观测系统的非完备性及数据本身对某些岩石物性的不敏感性,单独成像的结果存在较大的不确定性和不一致性.对于地震体波走时成像与直流电阻率成像,均面临着成像阴影区问题.对于地震... 在利用不同的地球物理勘探方法对地下复杂介质成像时,因观测系统的非完备性及数据本身对某些岩石物性的不敏感性,单独成像的结果存在较大的不确定性和不一致性.对于地震体波走时成像与直流电阻率成像,均面临着成像阴影区问题.对于地震走时成像,地震射线对低速区域覆盖较差形成阴影区,造成低速区域分辨率降低.对于电阻率成像,电场线在高阻区域分布较少,造成高阻区域分辨率较低.为了提高地下介质成像的精度,Gallado和Meju(2003)提出了基于交叉梯度结构约束的联合地球物理成像方法.在要求不同的物性模型拟合各自对应的数据同时,模型之间的结构要求一致,即交叉梯度趋于零.为了更有效地实现基于交叉梯度的结构约束,我们提出了一种新的交替结构约束的联合反演流程,即交替反演不同的数据而且在反演一种数据时要求对应的模型与另一个模型结构一致.新的算法能够更容易地把单独的反演系统耦合在一起,而且也更容易建立结构约束和数据拟合之间的平衡.基于新的联合反演流程,我们测试了基于交叉梯度结构约束的二维跨孔地震走时和直流电阻率联合成像.合成数据测试表明,我们提出的交替结构约束流程能够很好地实现基于交叉梯度结构约束的联合成像.与单独成像结果相比,地震走时和全通道电阻率联合成像更可靠地确定了速度和电阻率异常. 展开更多
关键词 体波走时成像 电阻率成像 结构相似性 交叉梯度 联合反演
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东亚地幔流动速度研究 被引量：12
8
作者 程先琼 朱介寿 蔡学林 《中国地质》 CAS CSCD 2006年第4期896-905,共10页
用高分辨率地震体波速度成像以及相关的地球物理资料,计算地幔垂直和切向流动形式及流动速度,得到东亚及西太平洋大体分为3个区域物质流动大致方式:东亚边缘裂谷系和西太平洋边缘海为下部会聚上部扩散的地幔上升流,尤其对于南海来说,大... 用高分辨率地震体波速度成像以及相关的地球物理资料,计算地幔垂直和切向流动形式及流动速度,得到东亚及西太平洋大体分为3个区域物质流动大致方式:东亚边缘裂谷系和西太平洋边缘海为下部会聚上部扩散的地幔上升流,尤其对于南海来说,大致勾勒出南海地区构造特征——从上到下的大体结构可能是上部呈“工”字型结构、中间为圆柱型、底部呈发散形的地幔上升流;西伯利亚地幔物质上部会聚下部扩散的“人”字型下降流;青藏高原—缅甸—印度尼西亚特提斯俯冲带上部会聚下部扩散的“人”字型地幔下降流。东亚西太平洋分为3个区域地幔对流与地表的西太平洋构造域、古亚洲构造域和特提斯构造域相吻合。东亚中部的物质在地幔深部无明显流动趋势。地幔上升流起源于核幔边界,主要表现在下地幔和上地幔下部,到上地幔顶部和地表与现代热点位置符合。地幔垂直流动速度每年1～4cm,切向速度为每年1～10cm。 展开更多
关键词 地震体波层析成像 东亚地幔流动 垂直流动速度 切向流动速度
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全球地幔垂直流动速度研究 被引量：6
9
作者 程先琼 朱介寿 蔡学林 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期1022-1028,共7页
用高分辨率地震体波速度成像以及相关的地球物理资料，计算地幔垂直流动形式及流动速度，得到全球地幔流垂直运动模式．从全球尺度来看，地幔流基本可划分为以下几个区域：欧亚大陆-澳大利亚、北美洲-南美洲为两个大规模下降流区域，西... 用高分辨率地震体波速度成像以及相关的地球物理资料，计算地幔垂直流动形式及流动速度，得到全球地幔流垂直运动模式．从全球尺度来看，地幔流基本可划分为以下几个区域：欧亚大陆-澳大利亚、北美洲-南美洲为两个大规模下降流区域，西印度洋-非洲及大西洋、中南太平洋及东太平洋为两个大规模地幔上升流区域．地幔上升流起源于核幔边界，主要表现在地幔中部和上地幔下部．地幔垂直流动速度约每年1-4cm．地幔流动对地表板块运动、海洋中脊和中隆、俯冲带和碰撞带的分布起着控制作用．地幔上升流与地表现代热点有密切关系．从东亚尺度看，地幔流大体分为三个区域：东亚边缘裂谷系和西太平洋边缘海为上升流、西伯利亚地幔深度表现为物质下降流、青藏高原-缅甸-印度尼西亚特提斯俯冲带地幔下降流，这三个区域地幔流动与地表的西太平洋构造域、亚洲构造域和特提斯构造域相吻合．勾勒出南海地区构造特征：从上到下的大体结构是上部呈“工”字型、中间为圆柱型、底部星盾形的地幔上升流． 展开更多
关键词 地震体波层析成像 全球地幔流动 垂直流动速度
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甲烷震源和密集台阵观测研究粤港澳大湾区中心城区浅部P波三维速度结构 被引量：2
10
作者 王力伟 张云鹏 +5 位作者 王伟涛 刘世烁 叶秀薇 杨微 徐善辉 马晓娜 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4582-4596,共15页
城市下方的三维速度结构是服务城市建设规划和地震灾害风险评估等的重要资料.2020年开展的粤港澳大湾区浅层结构探测实验布设了由6172个短周期台站组成的密集台阵,并利用新型甲烷绿色震源开展了63次主动源激发.本文拾取了63次甲烷震源... 城市下方的三维速度结构是服务城市建设规划和地震灾害风险评估等的重要资料.2020年开展的粤港澳大湾区浅层结构探测实验布设了由6172个短周期台站组成的密集台阵,并利用新型甲烷绿色震源开展了63次主动源激发.本文拾取了63次甲烷震源激发在各台站记录到的16885条初至P波,采用simul2000走时反演程序首次获取了粤港澳大湾区中心城区高分辨率的地壳浅部(1.5 km深度以上)三维P波速度结构.结果表明:(1)成像结果与区域地形和浅部岩性分布有很好的相关性.断陷区呈现低V_(P),而断隆区为高V_(P)分布,分别与碎屑沉积岩、花岗岩及变质岩等相对应.(2)广从断裂、瘦狗岭断裂、珠江口断裂和白坭—沙湾断裂两侧速度均具有明显差异.其中瘦狗岭断裂的控制作用最强,使得不同深度速度分布在南北向的差异最为显著.(3)跨断层速度剖面分布特征显示区域断裂控制着沉积层的展布和基底埋藏深度.本文研究表明,将新型绿色震源和密集台阵相结合是探测城市承载体下方速度结构和断层系统的有效方法,具备较强推广价值. 展开更多
关键词 粤港澳大湾区 甲烷震源 密集台阵 体波层析成像 浅层速度结构
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