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利用地震背景噪聲研究川滇地區(qū)強(qiáng)震前后波速變化特征

發(fā)布時(shí)間:2017-08-14 22:21

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【摘要】:2008年汶川Ms8.0級(jí)地震后,川滇地區(qū)又先后分別于2013年4月20日和2014年8月3日發(fā)生蘆山Ms7.0級(jí)地震和魯?shù)镸s6.5級(jí)地震,兩次地震均造成了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,引起了人們的廣泛關(guān)注。上述兩次強(qiáng)震發(fā)生后,國內(nèi)眾多學(xué)者已從震源機(jī)制、發(fā)震構(gòu)造與地震危險(xiǎn)性等不同方面進(jìn)行了研究。地震的孕育與發(fā)生涉及地下巖層應(yīng)力的不斷積累與所積累的能量的突然釋放,應(yīng)力及能量的積累與釋放將會(huì)導(dǎo)致地下介質(zhì)狀態(tài)或性質(zhì)的變化。從長期研究目標(biāo)來看,監(jiān)測(cè)強(qiáng)震前、后地下介質(zhì)性質(zhì)的時(shí)變特征,能夠幫助理解地震的孕育與發(fā)生過程,同時(shí)也將有助于的地震預(yù)報(bào)實(shí)踐,F(xiàn)有研究表明,利用重復(fù)地震或人工震源可以提取地下介質(zhì)波速的時(shí)變特征,從而監(jiān)測(cè)地下介質(zhì)性質(zhì)或狀態(tài)的變化。然而,重復(fù)地震的時(shí)間和空間分布不均勻以及人工震源成本高昂,其在監(jiān)測(cè)地下介質(zhì)波速的應(yīng)用上具有較大局限性。地震背景噪聲方法的出現(xiàn),為監(jiān)測(cè)地下介質(zhì)波速時(shí)變特征提供了另一種有效的方法。利用地震背景噪聲研究地下結(jié)構(gòu)及監(jiān)測(cè)介質(zhì)波速的相對(duì)變化是最近幾年發(fā)展起來的一種新方法,由于地震背景噪聲數(shù)據(jù)易于獲取,背景噪聲方法相比其它傳統(tǒng)方法具有較大優(yōu)勢(shì)。且與研究靜態(tài)速度結(jié)構(gòu)的噪聲層析成像不同,利用背景噪聲研究介質(zhì)波速相對(duì)變化的方法能夠反映介質(zhì)波速的動(dòng)態(tài)變化過程。本論文分別在上述兩次地震的震源區(qū)附近選取了部分地震臺(tái)站,利用地震臺(tái)站的連續(xù)波形記錄,采用地震背景噪聲方法分別提取了兩次地震前后周邊介質(zhì)波速的相對(duì)變化。在對(duì)蘆山地震的研究中,本論文共選取龍門山斷裂帶附近的11個(gè)地震臺(tái)站,共組成55個(gè)臺(tái)站對(duì),其中兩個(gè)臺(tái)站對(duì)由于臺(tái)間距過大,未獲得穩(wěn)定的相對(duì)波速變化,排除上述兩個(gè)臺(tái)站對(duì),最后分析研究了53個(gè)臺(tái)站對(duì)的相對(duì)波速變化特征。結(jié)果顯示,蘆山地震的發(fā)生,造成了龍門山斷裂帶中南段局部區(qū)域介質(zhì)波速的急劇變化,并且該變化具有明顯的區(qū)域差異性:大致以龍門山斷裂帶為界,斷裂帶以西同震降低,斷裂帶以東則同震升高。本論文還利用GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算了部分臺(tái)站對(duì)的基線長度變化及局部區(qū)域的面應(yīng)變,通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),面應(yīng)變同震增大的區(qū)域其介質(zhì)波速在震后均表現(xiàn)為急劇減小,而面應(yīng)變同震減小的區(qū)域其介質(zhì)波速則同震增大;臺(tái)站對(duì)基線長度的同震變化與其間介質(zhì)波速的同震變化也具有類似規(guī)律。另外,介質(zhì)波速同震相對(duì)變化量與基線長度(面應(yīng)變)同震相對(duì)變化量的相關(guān)性分析表明,介質(zhì)波速的同震變化量與基線長度、面應(yīng)變的同震變化量均線性相關(guān)。在魯?shù)榈卣鸬难芯恐?本論文共使用了13個(gè)地震臺(tái)站的連續(xù)波形記錄,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,共有31個(gè)臺(tái)站對(duì)的介質(zhì)波速震后出現(xiàn)降低,23個(gè)臺(tái)站對(duì)出現(xiàn)升高,另外24個(gè)臺(tái)站對(duì)則未出現(xiàn)明顯的同震變化。從魯?shù)榈卣鹜鸩ㄋ僮兓目臻g分布中可以看出,較大幅度的同震波速變化主要集中于則木河斷裂-小江斷裂及蓮峰斷裂區(qū)域。在與周邊主要活動(dòng)斷層的應(yīng)力積累進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn),震后應(yīng)力增強(qiáng)的區(qū)域其介質(zhì)波速表現(xiàn)為同震升高,應(yīng)力減弱的區(qū)域其波速則表現(xiàn)為同震降低;同時(shí),兩者的變化幅度也成正相關(guān)關(guān)系。另外,本論文還提取了2014年4月5日云南永善Ms5.1級(jí)地震前后周邊介質(zhì)波速的同震變化,并討論了其對(duì)魯?shù)榈卣鸬挠绊。根?jù)對(duì)上述兩次地震的研究,我們認(rèn)為應(yīng)變(應(yīng)力)場(chǎng)的變化是震后介質(zhì)波速變化的主要控制因素。
【關(guān)鍵詞】:地震背景噪聲 波速變化 GPS應(yīng)變場(chǎng) 應(yīng)力場(chǎng) 蘆山地震 魯?shù)榈卣?/strong>
【學(xué)位授予單位】:中國地震局地震預(yù)測(cè)研究所
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:P315
【目錄】:
  • 摘要7-9
  • Abstract9-11
  • 第一章 引言11-23
  • 1.1 研究區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造與地震活動(dòng)11-17
  • 1.1.1 川滇地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造背景11-14
  • 1.1.2 川滇地區(qū)地震活動(dòng)概況14-17
  • 1.2 論文的研究背景及意義17-20
  • 1.2.1 研究背景17-19
  • 1.2.2 研究意義19-20
  • 1.3 論文主要研究內(nèi)容20-23
  • 第二章 地震背景噪聲方法23-39
  • 2.1 地震背景噪聲方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀23-28
  • 2.1.1 地震背景噪聲方法的早期探索23-24
  • 2.1.2 地震背景噪聲在層析成像中的應(yīng)用24-26
  • 2.1.3 地震背景噪聲在監(jiān)測(cè)波速變化中的應(yīng)用26-28
  • 2.2 地震背景噪聲方法的理論基礎(chǔ)28-36
  • 2.2.1 利用地震背景噪聲提取格林函數(shù)28-33
  • 2.2.2 走時(shí)偏移的計(jì)算33-35
  • 2.2.3 相對(duì)波速變化的計(jì)算35-36
  • 2.3 本章小結(jié)36-39
  • 第三章 數(shù)據(jù)資料與數(shù)據(jù)處理39-51
  • 3.1 臺(tái)站與數(shù)據(jù)39-42
  • 3.1.1 選取的地震臺(tái)站39-41
  • 3.1.2 數(shù)據(jù)資料41-42
  • 3.2 數(shù)據(jù)處理42-50
  • 3.2.1 單臺(tái)數(shù)據(jù)預(yù)處理43-44
  • 3.2.2 互相關(guān)計(jì)算及疊加44-46
  • 3.2.3 走時(shí)偏移計(jì)算46-47
  • 3.2.4 相對(duì)波速變化計(jì)算47-50
  • 3.3 本章小結(jié)50-51
  • 第四章 蘆山地震前后介質(zhì)波速變化特征分析51-61
  • 4.1 相對(duì)波速變化的時(shí)變特征52-53
  • 4.2 同震波速變化的空間分布特征53-54
  • 4.3 同震波速變化與GPS應(yīng)變場(chǎng)的相關(guān)性54-58
  • 4.4 本章小結(jié)58-61
  • 第五章 魯?shù)榈卣鹎昂蠼橘|(zhì)波速變化特征分析61-69
  • 5.1 同震波速變化的空間分布特征63-65
  • 5.2 2014年4月5日云南永善Ms5.1 級(jí)地震對(duì)魯?shù)榈卣鸬挠绊?/span>65-66
  • 5.3 本章小結(jié)66-69
  • 第六章 結(jié)論與進(jìn)一步的研究69-71
  • 6.1 主要結(jié)論69-70
  • 6.2 需要進(jìn)一步研究的問題70-71
  • 參考文獻(xiàn)71-83
  • 致謝83-85
  • 作者簡介85-86

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本文編號(hào):675036


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