本文選題：背景噪聲成像　切入點：瑞雷波　出處：《吉林大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：地震背景噪聲層析成像即為通過對臺站對間長時間的地震背景噪聲進(jìn)行互相關(guān)計算以獲取臺站對間的格林函數(shù),進(jìn)而獲取面波頻散信息,并進(jìn)一步利用地震面波層析成像方法獲得地球淺部的速度結(jié)構(gòu)。寬頻地震儀是利用地震背景噪聲成像探測地下精細(xì)結(jié)構(gòu)的必須設(shè)備,本文首先對吉林大學(xué)-儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院研制的寬頻地震儀布設(shè)在華南地區(qū)的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行了基于背景噪聲的互相關(guān)計算和功率譜密度計算并進(jìn)行了相應(yīng)的分析:通過臺站間互相關(guān)極其不對稱結(jié)果分析得到噪聲源主要來源于臺站分布的東北方向;各臺站間的背景噪聲優(yōu)勢頻率各有獨特特征,其噪聲功率譜密度高頻成分有很強的日夜變化特征,該現(xiàn)象符合人類日夜活動規(guī)律,分析其原因為人為活動干擾所引起;各臺站噪聲功率譜密度低頻成分特征基本一致,其低頻成分可能是由海浪的作用等所引起。以上為自制寬頻地震儀器的數(shù)據(jù)記錄應(yīng)用于深部探測算法研究中做了鋪墊。利用國家地震臺網(wǎng)和區(qū)域地震臺網(wǎng)的寬頻地震數(shù)據(jù),對吉林省和遼寧省及遼寧省和渤海區(qū)兩部分分別進(jìn)行基本背景噪聲成像的研究,對火山區(qū),地?zé)釁^(qū)、地震多發(fā)區(qū)及特殊地質(zhì)的成像結(jié)果進(jìn)行了分析和解釋及推斷。根據(jù)寬頻地震臺站分布特征,并考慮到射線分布的均勻性,因此兩次成像研究其區(qū)域均覆蓋了遼寧省地區(qū)。其中吉林省和遼寧省及附近區(qū)域的成像研究應(yīng)用了61個寬頻帶地震臺站2013年1年垂向分量的連續(xù)波形記錄,本文給出了5s,7s,9s,14s,20s和30s周期的相速度分布圖,并對其分布圖進(jìn)行了分析討論,其中短周期(5-9s)瑞雷波相速度分布與地質(zhì)構(gòu)造特征具有較好的相關(guān)性。通過對三維SV波速度結(jié)構(gòu)分析得到了如下認(rèn)識:天池火山區(qū)近地表約12km內(nèi)呈現(xiàn)低速異常,這可能與斷裂構(gòu)造異常發(fā)育和地殼中巖漿囊造成的地表熱異常有關(guān);天池西側(cè)龍崗山下方存在低速層,推測也是由于深部巖漿的熱傳導(dǎo)使介質(zhì)處于高溫軟化狀態(tài)所致;近平行于敦密斷裂鏡泊湖地區(qū)及其西南部地殼中均呈現(xiàn)低速異常,根據(jù)地?zé)岚l(fā)育背景及賦存條件,并結(jié)合三處鉆井資料和鏡泊湖地塹地?zé)崽锿茢喑鲧R泊湖區(qū)為地?zé)豳Y源富集區(qū),其西南部亦為下伏深埋熱儲;遼南地區(qū)2010-2015年淺源地震多發(fā)區(qū)位于地殼淺部低速區(qū),同時與上地幔局部凸起帶東南斜坡存在對應(yīng)關(guān)系。遼寧省和渤海及附近區(qū)域的成像研究應(yīng)用了73個寬頻帶地震臺站2013年1年三分量(垂直分量,東西分量,南北分量)的連續(xù)波形記錄,本文給出了9s,15s和20s的瑞雷波和勒夫波相速度分布圖,并對其分布圖進(jìn)行了分析討論。短周期(9s)瑞雷波和勒夫相速度分布相似,且與地質(zhì)構(gòu)造特征具有較好的相關(guān)性,兩者成像結(jié)果也相互印證。通過對三維剪切波速度結(jié)構(gòu)分析得到了如下認(rèn)識:海城區(qū)和唐山區(qū)的小震多發(fā)生在地殼淺部,且位于高速和低速過度區(qū)及斷裂帶上或斷裂帶的延伸方向;渤海海域中部及北部沿郯盧斷裂帶地殼中下速度偏高,地殼底部莫霍面附近存在明顯的高速薄層,這為深部物質(zhì)沿郯廬斷裂帶上涌侵蝕地殼的提供依據(jù)。本研究對華南地區(qū)的數(shù)據(jù)處理也是為自制寬頻地震儀應(yīng)用于寬頻臺陣探測試驗并進(jìn)行背景噪聲成像等相關(guān)數(shù)據(jù)處理做了鋪墊。地震背景噪聲的成像結(jié)果分析為實際地?zé)峥碧焦ぷ魈峁┝藚⒖假Y料;為分析地震孕育、地震的發(fā)生規(guī)律及地震構(gòu)造背景提供了基本現(xiàn)象;對研究區(qū)特殊地質(zhì)構(gòu)造特點及深部動力學(xué)過程等研究提供一個參考。
[Abstract]:Seismic tomography is the background noise by calculating the cross-correlation of seismic background noise for long time to obtain the stations in between the Green function, and then obtain the surface wave dispersion velocity structure information, and further use of seismic surface wave tomography method for shallow earth. Broadband seismograph is the use of seismic background noise imaging detection equipment must be underground fine structure, based on the layout of broadband seismic instrument - Jilin University School of Instrument Science and electrical engineering in the Southern China region of the data records of the background noise cross-correlation calculation and power spectral density is calculated and analyzed based on the cross-correlation between stations is extremely asymmetrical result of noise the source mainly comes from Northeast direction of station distribution; background noise dominant frequency of each station between each have unique characteristics, the noise power spectrum The density of high frequency components and characteristics is very strong, which is in line with the law of human activities day and night, analyze the reasons for interference caused by human activities; the station noise power spectrum of low frequency component feature density is basically the same, its low-frequency components may be caused by the wave effect caused by above. Application of self-made broadband seismic data recording instrument it is the foundation to research the deep detection algorithm. Using the broadband seismic data from the national seismic network and regional seismic network of Jilin Province, and Liaoning province and Liaoning province and Bohai District, the two part of the study were the basic background noise on imaging, volcano area, geothermal area, the earthquake prone area and special imaging the geological analysis and interpretation of the inference. And according to the distribution characteristics of broadband seismic stations, and considering the uniformity of radiation distribution, so the two research areas are covered by the imaging of Liaoning Province The imaging study area. Jilin province and Liaoning province and neighboring areas using 61 broadband seismic stations in 2013 1 years of continuous vertical waveform components, this paper presents 5S, 7S, 9s, 14s, 20s and 30s cycle phase velocity distribution, and the distribution is discussed. The short period (5-9s) Leibo Rui phase velocity distribution and geological structure has a good correlation. Based on the analysis of three-dimensional SV wave velocity structure as follows: the Tianchi volcano area is about 12km in the near surface low velocity anomaly, which may be related to surface heat fault abnormal development and crustal magma caused by abnormal on the west side of Longgang mountain Tianchi; under the low velocity layer exists, that is due to thermal conduction of the deep magma in the medium high temperature softening state caused by; nearly parallel to the Dunmi fault area of Lake Jingpo and southwest of the crust appears abnormal low Often, according to the background and conditions of occurrence and development of geothermal energy, combined with three drilling data and Lake Jingpo graben geothermal field inferred Lake geothermal resources appear Bo rich region, the southwest is also a deep reservoir beneath the southern Liaoning; 2010-2015 years of shallow earthquake prone zone is located in the shallow crust low velocity region, at the same time with the southeast slope and upper mantle convex relationship. The imaging research of Liaoning province and Bohai and nearby areas using 73 broadband seismic stations in 2013 1 years three component (vertical component, component, component of the north and South) continuous wave records, this paper presents 9s, 15s and 20s of the Leibo Rui and Loew wave phase the velocity profile, and the distribution map was discussed. Short period (9S) Leibo Rui and Loew phase velocity distribution is similar, and has good correlation with the geological features, the two imaging results also confirm each other. Through the three-dimensional shear Analysis of wave velocity structure can be obtained as follows: the small earthquakes in Haicheng district and Tangshan District occurred in the shallow crust, and is located in the high and low transition zone and fracture extension direction of belt or fault zone; Bohai central and northern waters along the Tan Lu fault zone of lower crustal high velocity, high speed thin layer exists near the crust at the bottom of the Moho, the deep material along the Tanlu fault zone upwelling erosion of the earth's crust. Provide the basis for data processing on the Southern China area but also for homemade broadband seismograph for broadband array detection test and background noise image related data processing to do the groundwork. Imaging results provide seismic background noise the reference for the actual analysis of geothermal exploration work; inoculation analysis provides the basic phenomenon of earthquake occurrence and seismic tectonic background of earthquakes in the study area; special geological structure and characteristics The study of deep dynamic processes provides a reference.

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P631.44

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本文編號：1707138