鄂爾多斯塊體東緣即汾渭斷陷帶,地處印度板塊、太平洋板塊與歐亞板塊相互作用的區(qū)域,是我國東、西部大地構(gòu)造的分界帶和解耦帶,也是鄂爾多斯、華北、華南等構(gòu)造塊體差異運動的調(diào)節(jié)帶,又是Ⅱ級活動地塊的邊界帶,同時還是我國最大的新生代大陸裂谷。鄂爾多斯塊體東緣人口密集資源豐富,不但是我國古文明的主要發(fā)祥地之一,還是地震多發(fā)區(qū)。據(jù)歷史資料記載,汾渭斷陷帶共發(fā)生8級地震2次、7.0-7.9級地震6次。區(qū)內(nèi)的斷層眾多,地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復雜,且不同斷陷盆地的地震成因機制和發(fā)震深度不同,尤其是大同火山區(qū)下方的震源深度明顯偏淺。正因如此,許多學者利用不同地球物理方法對鄂爾多斯塊體東緣的地殼上地幔結(jié)構(gòu)進行了深入的研究,取得了一系列重要成果,對于鄂爾多斯塊體東緣的地質(zhì)構(gòu)造背景、地殼上地幔深部構(gòu)造環(huán)境和破壞性地震的產(chǎn)生機制有了一定程度的了解。同時,受制于臺站分布、數(shù)據(jù)質(zhì)量以及方法技術(shù)等因素,研究區(qū)的殼幔結(jié)構(gòu)還存在模糊之處。比如說,體波層析成像在淺部的分辨率較低,難以獲得精細的殼內(nèi)速度結(jié)構(gòu)。面波層析成像對于淺部的分辨率更高,通過反演面波相速度或群速度頻散曲線可以計算橫波速度結(jié)構(gòu)。但是周期大于8 s的面波相、群速度對最淺層的橫波速度結(jié)構(gòu)尤其是沉積層的橫波速度結(jié)構(gòu)不敏感,同時單獨反演對模型的約束不夠,存在解的非唯一性。傳統(tǒng)的線性反演方法亦不能對反演結(jié)果進行系統(tǒng)的定量評價。鄂爾多斯塊體東緣較稀疏的臺站分布也制約了高分辨率速度模型的獲取。此外,該區(qū)域關(guān)于方位角各向異性的研究不多。為了獲得鄂爾多斯塊體東緣精細的三維橫波速度結(jié)構(gòu)和可靠的面波方位角各向異性,論文收集了中國地質(zhì)大學(武漢)布設的34個寬頻流動地震臺站于2014年6月至2016年6月記錄的三分量連續(xù)波形數(shù)據(jù),以及位于研究區(qū)域的中國數(shù)字地震臺網(wǎng)提供的72個固定地震臺站(其中包括70個寬頻臺站)于2013年1月至2014年12月記錄的三分量連續(xù)波形數(shù)據(jù),這里將其總稱為EOBSA臺陣。本文對三分量觀測數(shù)據(jù)進行嚴格的質(zhì)量控制,對不同場源不同方法的面波層析成像技術(shù)和瑞雷面波水平垂直振幅比(H/V)的測量技術(shù)進行詳細的分析和比較,得到了純路徑相、群速度頻散和H/V,以及不同周期的面波相速度方位角各向異性。利用貝葉斯-蒙特卡洛反演方法對觀測的瑞雷面波相、群速度頻散和H/V進行聯(lián)合反演得到了研究區(qū)域的三維橫波速度結(jié)構(gòu)。論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論包括:(1)對EOBSA臺陣的原始觀測數(shù)據(jù)進行了儀器響應、臺站經(jīng)緯度和儀器水平分量檢查。其中,儀器水平分量檢查分別使用了基于地震事件和背景噪聲互相關(guān)函數(shù)兩種方法。由地震事件和背景噪聲互相關(guān)函數(shù)測量的三分量地震儀的水平分量偏差角度高度一致。其中,利用長時間疊加的背景噪聲互相關(guān)函數(shù)測量的水平分量偏差角度比地震事件的測量結(jié)果更穩(wěn)定。對于布設于陸地的臺站,利用長周期(20-50 s)背景噪聲互相關(guān)函數(shù)測量的水平分量偏差角度比短周期(10-20 s)互相關(guān)函數(shù)測量的結(jié)果更穩(wěn)定。僅利用1個月的背景噪聲觀測數(shù)據(jù)便可以準確地測量水平分量偏差角度。通過質(zhì)量控制工作,發(fā)現(xiàn)部分臺站的儀器響應文件存在問題。通過對水平分量的檢查發(fā)現(xiàn),EOBSA臺陣內(nèi)90%的臺站的水平分量偏差角度小于6度。(2)背景噪聲源分析�；诒尘霸肼暬ハ嚓P(guān)技術(shù)獲得了研究區(qū)域周期8-40 s的面波經(jīng)驗格林函數(shù),并利用聚束分析技術(shù)分析了瑞雷面波、勒夫面波的噪聲源方位角分布和體波的噪聲源分布。對于EOBSA臺陣的觀測,第一微震頻段(周期10-20 s)的部分噪聲能量和第二微震頻段(周期5-10 s)的主要噪聲能量可能來自于大洋深處。噪聲源分布隨季節(jié)存在明顯的變化。普遍規(guī)律為冬季噪聲源主要集中在北半球(北大西洋),夏季噪聲源主要集中在南半球(印度洋和南太平洋)。不同周期的瑞雷面波和勒夫面波噪聲源分布十分接近,推斷為同源噪聲。(3)瑞雷面波水平垂直振幅比(H/V)。分別利用背景噪聲互相關(guān)函數(shù)和地震事件數(shù)據(jù)測量了EOBSA臺陣周期10-40 s和10-90 s的H/V。對比分析結(jié)果表明,兩種測量方法不存在明顯的系統(tǒng)誤差。聯(lián)合利用背景噪聲互相關(guān)函數(shù)和地震事件的測量結(jié)果確定EOBSA臺陣內(nèi)周期10-90 s的H/V。主要結(jié)論如下:短周期的H/V分布同地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形密切相關(guān)。鄂爾多斯塊體、汾渭斷陷帶內(nèi)的斷陷盆地、渤海灣盆地和南華北盆地呈現(xiàn)明顯的高H/V。其中,鄂爾多斯塊體西部(天環(huán)凹陷)的H/V最高,與該區(qū)域巨厚的沉積層有關(guān);呂梁山中部和南部、太行山呈現(xiàn)低H/V,其中太行山的H/V最低。(4)瑞雷面波相速度方位角各向異性。聯(lián)合背景噪聲層析成像和地震層析成像分別計算了研究區(qū)域內(nèi)周期8-70 s和周期8-40 s的瑞雷面波純路徑相速度和群速度頻散曲線,以及周期8-40 s的瑞雷面波相速度方位角各向異性分布。主要結(jié)論如下:周期10-30 s,大多數(shù)區(qū)域的方位角各向異性的快波方向變化不大,表明中國東部殼幔變形在整體上具有垂直連貫變形的特征;各向異性快波方向與巖石圈的伸展方向和GPS測量的速度場方向接近,反映了物質(zhì)流動的方向以東向為主,這是由于中國西部地殼增厚的同時物質(zhì)向東擠出造成;周期10 s和20 s,大同火山區(qū)和五臺山的面波方位角各向異性發(fā)生顯著改變,結(jié)合大同火山區(qū)地殼內(nèi)存在明顯的低速度層,表明該區(qū)域地殼結(jié)構(gòu)并不連續(xù),可能存在解耦;周期10-30 s,鄂爾多斯塊體觀測的瑞雷面波快波方向以近EW向為主,與中生代晚期引張應力方向接近,推斷為殘留的“化石各向異性”。(5)橫波速度結(jié)構(gòu)及其地質(zhì)意義�；谪惾~斯-蒙特卡洛方法,對獲得的純路徑相、群速度頻散曲線和H/V進行聯(lián)合反演,得到了研究區(qū)域的地殼上地幔三維橫波速度結(jié)構(gòu)。聯(lián)合反演明顯提高了淺部結(jié)構(gòu)的分辨率,獲得了精細的結(jié)晶地殼和沉積層的速度結(jié)構(gòu)。主要結(jié)論如下:太行山、呂梁山的沉積層厚度最小,鄂爾多斯塊體西緣天環(huán)凹陷的沉積層厚度最大,該區(qū)域?qū)儆陉憙?nèi)前陸盆地的前緣凹陷區(qū);自西向東,鄂爾多斯塊體沉積層厚度明顯減薄,一方面是因為從荷載中心到邊緣隆起的沉降速率逐漸降低,另一方面是受到山西地塊抬升的影響;鄂爾多斯塊體西部的沉積層厚度普遍大于鄂爾多斯塊體東緣的汾渭斷陷盆地,這與二者不同的形成時間有關(guān),鄂爾多斯塊體的陸內(nèi)前陸盆地的形成時間在晚侏羅-早白堊世,而汾渭斷陷盆地則形成于新生代;汾渭斷陷帶內(nèi),大同盆地和太原盆地的沉積層厚度超過2km,大于臨汾盆地的沉積層厚度,這是由于臨汾盆地以剪切應力為主,而大同、太原盆地以拉張應力為主,拉張應力導致沉降速率更快,有助于盆地發(fā)育;研究區(qū)地殼厚度由西向東有減薄的趨勢,其中,鄂爾多斯塊體的地殼厚度集中在40-45 km之間。渤海灣盆地和南華北盆地西緣的地殼厚度在30 km左右,反映出太平洋板塊的俯沖對于華北克拉通的改造由東向西逐漸減弱;汾渭斷陷帶北部的地殼厚度明顯大于南部的地殼厚度,這與斷陷帶是由南向北逐漸撕裂,拉張形成有關(guān);大同火山區(qū)的地殼內(nèi)存在明顯的低速度層,對應于研究區(qū)內(nèi)巖石圈最薄的位置,推測低速度層的產(chǎn)生與巖漿等熱物質(zhì)上涌、侵入并滯留于地殼有關(guān)。
【學位單位】：中國地質(zhì)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P315.2
【部分圖文】：

胥鴻睿：鄂爾多斯塊體東緣橫波速度結(jié)構(gòu)及各向異性研究度（misorientation），并進行對比分析。噪聲源均勻彌散分布或者等效均勻彌散分布的前提下，噪聲記錄的互相關(guān)函數(shù)才能提取臺站間的經(jīng)驗格林函數(shù)，2008)。鑒于此，分析了垂向-垂向（Z-Z）分量和切向函數(shù)中包含的面波信號和體波信號，對面波噪聲源和體位置分布分別進行了分析，并觀測了噪聲源位置隨季節(jié)的

心臺站與其它所有臺站旅行時擬合差散點臺站，中心臺站到其它臺站的旅行時擬2.3 三分量臺站水平分量校正站水平分量偏差角度質(zhì)點運動軌跡為逆時針橢圓。理論上（Baker & Stevens，2004）。已知地得到的瑞雷面波的極化分析可以確沿大圓路徑傳播，即已知面波的入水平分量偏差角度（Stachnik 等，2的瑞雷面波信號，分析其橢圓質(zhì)點分量偏差角度。狀態(tài)未知的地震擺，假設不同的水平。對于每一個臺站記錄的每一個地震

歸一化的相關(guān)系數(shù)表達兩個分量的線性相 = 值位于-1 到 1 之間，有利于對相關(guān)性進分子也會隨著分母第二項的改變而改變。-2)可以得到準確的最大相關(guān)系數(shù)。然而，正的或者負的常數(shù)。為了避免無噪聲或&Stevens（2004）提出了第二種方法，即， = 點運動為逆時針橢圓的前提下，公式(2-3角度即是真實的地震擺水平分量偏差角 比 更適合對測量結(jié)果進行質(zhì)量評
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李娟;韓曉明;張帆;王曉山;;鄂爾多斯塊體西北緣現(xiàn)今應力場狀態(tài)討論[J];國際地震動態(tài);2017年08期

2 李孟鑾;鄂爾多斯塊體周圍的地震活動與構(gòu)造[J];西北地震學報;1985年S1期

3 太齡雪;高原;;鄂爾多斯塊體西側(cè)地殼各向異性初步研究[J];地震;2017年01期

4 戴王強,趙小茂,任雋,牛百勇;鄂爾多斯塊體南緣現(xiàn)今水平應變特征分析[J];地震研究;2004年01期

5 蘇宗正;鄂爾多斯塊體東部邊界帶新地質(zhì)構(gòu)造與地震活動的幾個特點[J];西北地震學報;1985年S1期

6 成爾林,張美芳;鄂爾多斯塊體周邊的地震活動性及地震機制[J];地震研究;1986年01期

7 高立新;戴勇;賈寧;;鄂爾多斯塊體周緣地震活動特征分析[J];防災科技學院學報;2012年04期

8 武烈;鄂爾多斯塊體東界的地震活動[J];西北地震學報;1985年S1期

9 劉愛國，盧演儔，丁國瑜;第四紀時期地殼塊體相對運動的古地磁記錄的初步研究─—以隴西和鄂爾多斯塊體相對運動為例[J];地震地質(zhì);1995年04期

10 孫加林;鄂爾多斯塊體北部邊緣發(fā)生強震的危險性[J];西北地震學報;1985年S1期

相關(guān)博士學位論文 前4條

1 胥鴻睿;鄂爾多斯塊體東緣橫波速度結(jié)構(gòu)及各向異性研究[D];中國地質(zhì)大學;2018年

2 姚志祥;鄂爾多斯塊體及周緣瑞利面波相速度和方位各向異性研究[D];中國地震局地球物理研究所;2014年

3 盛書中;鄂爾多斯塊體周緣地殼應力場與斷層面參數(shù)的研究[D];中國地震局地球物理研究所;2015年

4 鮑學偉;鄂爾多斯塊體和青藏高原東北緣地殼上地幔結(jié)構(gòu)[D];南京大學;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前6條

1 鄭軍;鄂爾多斯塊體電性結(jié)構(gòu)研究及其與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2011年

2 趙小茂;鄂爾多斯塊體南緣及鄰區(qū)地震地下流體異常特征研究[D];長安大學;2015年

3 楊虎;鄂爾多斯地塊及周緣地區(qū)深部電性結(jié)構(gòu)探討[D];中國地質(zhì)大學(北京);2012年

4 管然浩;鄂爾多斯地塊北部巖石圈電性結(jié)構(gòu)研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2013年

5 陸一鋒;利用接收函數(shù)方法研究鄂爾多斯東南緣地殼與上地幔結(jié)構(gòu)特征[D];南京大學;2011年

6 曹海波;青藏高原東南緣旋轉(zhuǎn)變形的三維動力學模擬分析[D];中國地質(zhì)科學院;2017年

本文編號：2865302