【摘要】：福建及臺灣海峽是我國東南沿海中強(qiáng)地震最活躍的地區(qū),探測分析其地殼結(jié)構(gòu)模型和深大斷裂特性,有利于孕震環(huán)境研究和地震定位工作。臺灣海峽的地殼動力學(xué)研究相對較少,根據(jù)地質(zhì)學(xué)推論得到的演化過程,缺乏深部證據(jù);通過海峽兩邊陸域應(yīng)變場推測,精度和分辨率受到限制。本文利用福建陸域及臺灣海峽的主動源和被動源觀測資料,采用速度和界面聯(lián)合反演的方法,研究建立福建及臺灣海峽地區(qū)三維速度結(jié)構(gòu),探討濱海斷裂帶的形態(tài)與位置。論文在系統(tǒng)總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,開展了深入研究工作,取得創(chuàng)新成果如下:1.提出了氣槍激發(fā)下地面運(yùn)動弱信號識別新方法。利用氣槍激發(fā)氣泡波的低頻窄帶特性,提出了一種提高信噪比方法-譜白化疊加法。從理論上證明了該方法不會改變傳播相位特征,通過數(shù)值模擬驗(yàn)證了該方法具有強(qiáng)穩(wěn)定性、高可靠性和不受其他噪聲干擾等特點(diǎn)。2.建立了福建地區(qū)主動源與被動源資料數(shù)據(jù)庫。收集整理了福建地區(qū)天然地震、人工爆破,氣槍源產(chǎn)生的固定臺和流動臺的震相資料,共得到182252個P波和7450個S波到時記錄,建立震源與接收震相的數(shù)據(jù)庫。3.提出了一個新的福建地區(qū)一維標(biāo)準(zhǔn)化速度模型。利用656個地震和22炮人工震源的10725個P波到時和7450個S波到時,反演得到了福建及臺灣海峽中南部地區(qū)的一維速度模型。通過兩個臺站的理論面波格林函數(shù)和實(shí)際地震記錄中提取的面波格林函數(shù)的對比,驗(yàn)證本文提出的一維速度模型的合理性。4.提出了福建地區(qū)高分辨率的三維速度模型。利用陸域天然地震和人工震源的觀測數(shù)據(jù)、海域走航式大容量氣槍激發(fā)的觀測記錄,通過棋盤網(wǎng)格測試,確定了最優(yōu)剖分尺寸;利用一維速度模型作為初始模型,采用快速行進(jìn)方法和子空間反演方法,首次給出了水平0.15°×0.15°的高分辨率三維速度P波模型。5.基于本文提出的高分辨率三維速度模型,對濱海斷裂帶兩側(cè)的莫霍面起伏形狀進(jìn)行了分析,進(jìn)一步證明了該斷裂是切割莫霍面的深大斷裂。
【圖文】：

源激發(fā)獲得的 P 波記錄，利用走時層析成像的方法研究福建及臺灣海峽中南維 P 波地殼速度結(jié)構(gòu)，，解釋區(qū)域活動構(gòu)造、速度模型與天然地震分布之間的關(guān)為動力學(xué)解釋提供科學(xué)依據(jù)。2.1 研究區(qū)域構(gòu)造福建及臺灣海峽位于臺灣碰撞帶的內(nèi)側(cè)，是具有正常型地殼特征的華南地塊和減薄型地殼特征的南�；顒拥貕K的交匯部位(張培震, 2003)。該地區(qū)曾過 Ms>7.0 級地震 4 次，6.0-6.9 級地震 21 次，特別是發(fā)育于臺灣海峽西側(cè)的斷裂(圖 2-1)是一條強(qiáng)活動斷裂，同時也是該區(qū)域內(nèi)最重要的控震構(gòu)造和發(fā)震（徐輝龍等，2006）。而福建內(nèi)陸發(fā)育著北東向長樂-詔安斷裂、政和-大埔斷邵武-河源斷裂帶，北西向閩江下游斷裂、永安-南日島斷裂、漳州-高雄斷裂、水-臺灣峽谷斷裂等。同時，該區(qū)域地處歐亞板塊和西太平洋板塊的交匯地帶太平洋板塊是全球最為豐富、規(guī)模最大、構(gòu)造單元最為復(fù)雜的板塊俯沖匯聚邊菲律賓板塊作為太平洋板塊的二級構(gòu)造單元，受到歐亞大陸的東南緣的俯沖作用極大影響了中國大陸邊緣近海的動力學(xué)過程和構(gòu)造形變特征(吳嘯, 2016)

驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)總體規(guī)劃建-臺灣海峽地殼結(jié)構(gòu)三維海陸聯(lián)測實(shí)驗(yàn)規(guī)劃依照“統(tǒng)一規(guī)劃、分期如圖 2-2 所示，將海陸地震活動性較強(qiáng)的地區(qū)劃分為三個區(qū)域。每個區(qū)域的探測任務(wù)，即 2016-2018 年分為三期完成三個區(qū)域的三維探測2-2)。每個區(qū)域陸域面積為 100×240km2、海域面積為 100×100km2，面積將達(dá)到 10 萬平方千米(表 2.2-1)。在每個區(qū)域利用密集的觀測臺測氣槍震源和天然地震激發(fā)的地震信號以及背景噪聲，以期能用多揭示福建-臺灣海峽地殼上地幔結(jié)構(gòu)和巖石圈變形特征。其中觀測臺域臺陣和海域臺陣。陸域臺陣：測震固定臺陣、可移動寬頻帶臺陣和海域臺陣： OBS 觀測臺陣。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱瞬槊鞲＝ㄊ￡懹蛑饕獢嗪嗔褞У恼共记闆r和構(gòu)造屬性，摸清結(jié)晶基底面、莫霍面的形態(tài)，和臺灣海峽地殼上地幔結(jié)構(gòu)，探索其深部構(gòu)造環(huán)境和孕震機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P315.2

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本文編號：2703298