【摘要】：面波成像尤其是噪聲面波成像已成為研究地殼速度結(jié)構(gòu)的一種重要方法。該方法使用噪聲信號(hào)作為數(shù)據(jù)源,噪聲信號(hào)具有不受震源位置和地震分布不均勻的影響等優(yōu)點(diǎn),其分辨率主要決定于臺(tái)站的分布情況。在臺(tái)站分布合理的情況下,噪聲面波成像可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下三維介質(zhì)的連續(xù)監(jiān)測(cè),從而可以提高對(duì)速度結(jié)構(gòu)的分辨能力,尤其是提高了時(shí)間尺度分辨率,在地震學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。本文選擇青藏地塊和阿拉善地塊擠壓縫合帶的祁連-海原帶作為研究區(qū)域,該區(qū)位于構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈和地震活動(dòng)頻繁的青藏高原東北緣。開展該區(qū)域S波速度結(jié)構(gòu)研究對(duì)于青藏高原大陸動(dòng)力學(xué)過程具有重要的意義。文中收集了沿祁連山北緣斷裂帶走向布設(shè)的40個(gè)流動(dòng)臺(tái)和38個(gè)固定臺(tái)的連續(xù)背景噪聲記錄,數(shù)據(jù)記錄時(shí)間為2014年8月-2015年12月,共17個(gè)月。臺(tái)間距范圍為從十幾千米至700多千米,臺(tái)站基本覆蓋了青藏地塊和阿拉善地塊的擠壓縫合地帶區(qū)域�；谒锌赡芘_(tái)站對(duì)的互相關(guān)函數(shù),通過歸一化振幅方法分析研究了不同周期范圍的噪聲源能量在不同方位隨不同季節(jié)變化的規(guī)律。從互相關(guān)函數(shù)中提取瑞利面波相速度頻散曲線,采用基于射線追蹤的面波頻散直接反演方法得到觀測(cè)臺(tái)站下方近地表到40km深度范圍內(nèi)的S波速度分布圖像。主要結(jié)論如下:(1)在夏季,0.5~5s周期背景噪聲的能量?jī)?yōu)勢(shì)方向?yàn)?5°~170°和190°~250°,冬季則為10°~130°和270°~350°,此頻帶的振幅在冬季要比夏季高,可能由于沉積層的影響和臺(tái)站附近較強(qiáng)的干擾,提取出的短周期面波信號(hào)較弱,目前還尚難以確定這一周期段的噪聲來源,如果是由海浪與海岸的相互作用產(chǎn)生的,那么夏季噪聲源應(yīng)該主要來自太平洋和印度洋的海洋活動(dòng),冬季主要來自太平洋和北大西洋的海洋活動(dòng)。5~10s周期在夏季背景噪聲能量來源優(yōu)勢(shì)方向?yàn)?10°~170°,冬季則為300°~350°,但在110°~150°方位也存在相對(duì)微弱的能量分布,其第二微震帶夏季主要來源于南太平洋的海洋活動(dòng),冬季主要來源于北大西洋的海洋活動(dòng)。10~20s周期在夏季背景噪聲能量來源優(yōu)勢(shì)方向?yàn)?0°~150°和170°~230°,在冬季則集中在290°~350°和70°~130°方位,說明第一微震帶噪聲能量夏季主要來源于太平洋和印度洋的海洋區(qū)域,冬季主要來源于北大西洋和太平洋。即5~20s周期段的背景噪聲源在時(shí)間上表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征。20~40s周期段的面波互相關(guān)函數(shù)隨季節(jié)的變化較小,可認(rèn)為這一周期段與5~20s周期段的噪聲起源是不同的,也可認(rèn)為噪聲源近似均勻分布,前人的研究認(rèn)為長(zhǎng)周期噪聲是由大氣、海洋和海底的相互作用在海岸附近形成的。(2)祁連-海原帶區(qū)域上地殼速度結(jié)構(gòu)存在橫向不均勻性,淺層的S波速度橫向變化與地表構(gòu)造分布存在密切關(guān)系,低速區(qū)的分布特征主要受沉積層厚度的影響較明顯,沉積層較厚的地區(qū)S波速度較低。在5 km深度處,速度結(jié)構(gòu)分布特征與地表構(gòu)造分布存在一定的相關(guān)性,松散沉積層厚度影響明顯;在18 km深度處,S波速度橫向不均勻性明顯,呈現(xiàn)為高低速相間不同尺度大小的區(qū)域性。同時(shí),5~20 km深度范圍內(nèi)速度隨深度增加而逐漸增加,其變化幅度為0.2 km/s;在30 km深度處,祁連和門源地區(qū)高低速相間分布明顯;在35 km~40 km深度,隨深度增大,淺層沉積層的影響逐漸消失,祁連山北緣斷裂帶、托萊山斷裂、冷龍嶺斷裂帶以北地區(qū)為高速區(qū),以南為低速區(qū),這可能是不同地塊在深部邊界的一種表現(xiàn),也可能是青藏高原向NE向運(yùn)動(dòng)和變形所致。(3)在研究區(qū)內(nèi),上地殼和中地殼的速度分別隨深度的增加而增加,這種正梯度增加的S波速度結(jié)構(gòu)符合正常大陸地殼的的速度變化規(guī)律。通過對(duì)S波速度分布特征和門源地震的關(guān)系分析,結(jié)果顯示門源地震發(fā)生前震源區(qū)為低速區(qū),震中位置處于波速變化較明顯區(qū)域。利用噪聲成像技術(shù)研究地震孕育過程的低速變化為地震預(yù)測(cè)提供了一種新途徑。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國地震局蘭州地震研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P315.3

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本文編號(hào)：2309775