地震波數(shù)據(jù)為地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)探測(cè)與震源過(guò)程研究提供了關(guān)鍵資料。其中,區(qū)域范圍的初至波Pn和振幅大的面波具有高信噪比、易于識(shí)別的特點(diǎn),二者包含豐富的地殼與上地幔信息,得到了廣泛應(yīng)用。然而,傳統(tǒng)的Pn研究主要利用到時(shí)信息,其波形信息挖掘尚不充分;面波研究則主要基于震源-臺(tái)站和臺(tái)站-臺(tái)站之間的頻散或振幅信息,路徑的空間覆蓋有待改善。本文進(jìn)一步挖掘了 Pn波信息,分析了 Pn波形與殼幔過(guò)渡帶速度結(jié)構(gòu)的關(guān)系;對(duì)地震事件間的瑞利面波開(kāi)展了研究,討論了地震事件間的面波經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)的提取方法和可靠性。在此基礎(chǔ)上,本文分析了單震相和多震相的優(yōu)勢(shì)與不足,探索了多震相(地殼多次波)在速度結(jié)構(gòu)和震源參數(shù)研究中的作用。本文通過(guò)理論測(cè)試探究了殼幔過(guò)渡帶對(duì)Pn波的影響,發(fā)現(xiàn)正梯度殼幔過(guò)渡帶的變寬會(huì)使寬頻帶位移圖中的Pn波從階梯狀向脈沖狀轉(zhuǎn)變,振幅比和脈沖指數(shù)的分析表明,Pn波能有效約束殼幔過(guò)渡帶速度結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,我們對(duì)2012年7月的Mw 4.8揚(yáng)州地震和2016年9月的Mw 5.1 Gyeongju地震的Pn波進(jìn)行了分析,利用Pn波的形態(tài)特征約束了中國(guó)東部和朝鮮半島南部的殼幔過(guò)渡帶結(jié)構(gòu),為蘇魯造山帶在朝鮮半島延伸方式的研究提供了深部依據(jù)。研究結(jié)果顯示,楊子板塊南部的殼幔分界面比較尖銳,而北部可能存在6-10 km的殼幔過(guò)渡帶;朝鮮半島南部的殼幔分界面也比較尖銳,與揚(yáng)子板塊南部的更接近。該結(jié)果表明,蘇魯造山帶可能沿著朝鮮半島的京畿地塊北部延伸。青藏高原東緣的龍門(mén)山斷裂帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)造活躍、地震豐富,為地震事件間的面波經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)研究提供了重要條件。本文探討了臺(tái)站分布、地震定位、發(fā)震時(shí)刻和震源機(jī)制解等因素對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。理論測(cè)試表明,使用平穩(wěn)相近似時(shí),臺(tái)站與地震連線方位角夾角不宜超過(guò)20度。地震水平位置和發(fā)震時(shí)刻誤差會(huì)使地震連線方位角和反方位角的瑞利波群速度分為高低速的兩支�？煽康牡卣痖g面波經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)也依賴合適的震源機(jī)制解,逆沖類型的地震對(duì)應(yīng)的結(jié)果較穩(wěn)定,走滑地震需選擇合適的方位角,避免較強(qiáng)體波信號(hào)的干擾。此外,不同方位角的互相關(guān)函數(shù)一致性對(duì)比顯示,研究區(qū)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致地震間經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)不穩(wěn)定。該研究表明,在合適的震源機(jī)制解、臺(tái)站分布、準(zhǔn)確的發(fā)震時(shí)刻和水平定位條件下,一維結(jié)構(gòu)較好的地區(qū)可以根據(jù)波形干涉提取出較可靠的地震間面波經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù),而對(duì)于三維結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的地區(qū),得到準(zhǔn)確的結(jié)果具有較高的難度。單震相特征清晰,易聚焦于研究的問(wèn)題,也為多震相的研究奠定了基礎(chǔ)。合適的多震相組合能對(duì)震源和結(jié)構(gòu)的研究提供更多約束,提高地震射線空間覆蓋,或提供多方面的依據(jù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。松原地區(qū)復(fù)雜的沉積層結(jié)構(gòu)和稀疏的臺(tái)站分布增加了中強(qiáng)地震深度測(cè)定的難度,本文嘗試通過(guò)多震相對(duì)該地區(qū)地殼淺層速度結(jié)構(gòu)和震源深度進(jìn)行約束,得到了初步的研究結(jié)果。初至震相及后續(xù)多次波震相振幅特征顯示,松原地區(qū)前郭震群的震源深度主要分布于沉積層內(nèi)或沉積層底部附近。更加精細(xì)的研究需要考慮研究區(qū)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)、地震機(jī)制解和淺地表衰減因子分布等因素,結(jié)合三維合成圖工具和多分量地震波記錄進(jìn)行分析。綜上,本文結(jié)合地震波觀測(cè)數(shù)據(jù)和理論合成圖,對(duì)區(qū)域典型震相Pn、瑞利面波和地殼淺層多次波進(jìn)行了研究。從Pn波形態(tài)中挖掘了更多信息約束殼幔過(guò)渡帶速度結(jié)構(gòu),對(duì)地震間面波經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)的提取與可靠性的探討,深化了對(duì)該方法優(yōu)勢(shì)和局限性的認(rèn)識(shí),單震相優(yōu)勢(shì)和不足的分析與多震相探究,為震源和結(jié)構(gòu)的研究提供了進(jìn)一步的思路。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：P315;P631.4
【部分圖文】：

第１章緒論????？？?ｊ???Ｒａｙｉｅｉｇｈ???ｓＰ?ＰＰ／ｆ＞ｃＰ?ｈＳ?ｓＳ?５Ｓ／ＳｃＳ?＿?Ｈ??４命卩?｜知?Ｅａｒｔｈｌｙ????ｐＰ?ｐＰＰ?５?Ｒａｙｌｅｉｐｈ?＇＊ｎＶ?＾Ｓｙ?／??＇?Ｐ?ｗａｖｅ???＼?＼?，?，＊?，??Ｉ?５?ｗａｖｅ?……?＇？／Ｎ．?，，’?的??ｊ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｗａｖｅ??，?，＊??０?５?１０?１５?Ｍａｎｔｌｅ＾??Ｔｉｍｅ?（ｍｉｎ）?＾＾〇ｒｅ??圖１．１地展記錄與各震相傳播路徑示例圖（Ｓｈｅａｒｅｒ，?２００９）??左圖為地震觀測(cè)記錄的波形，可見(jiàn)多個(gè)呈現(xiàn)不同特征的震相，右圖為各震相射線路徑。??震時(shí)刻和空間位置也是人們所關(guān)注的問(wèn)題，從Ｐ波和Ｓ波走時(shí)定位（Ｋｅｎｎｅｔｔ＆??Ｅｎｇｄａｈｌ，?１９９１），到相對(duì)到時(shí)定位（Ｗａｌｄｈａｕｓｅｒ＆?Ｅｌｌｓｗｏｒｔｈ，?２０００；?Ｔｈｕｒｂｅｒｅｔａｌ．，?２００６；??魏星等，２０１９），減小發(fā)震時(shí)刻對(duì)定位結(jié)果的影響，再到近遠(yuǎn)震體波和面波波形擬??合反演（Ｚｈａｏ?＆?Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ，?１９９４；?Ｚｈｕ?＆?Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ，?１９９６；陳偉文等，２０１２；?Ｊｉａ?ｅｔ??ａｌ．，?２０１７），其中Ｊｉａ?ｅｔ?ａｌ．?（２０１７）在使用波形擬合的同時(shí)，還加入了瑞利波振幅譜??來(lái)約束震源深度。結(jié)合深度震相的研宄與應(yīng)用，地震的水平位置和深度測(cè)定精度??逐漸提高（Ｎｙｂｌａｄｅ?＆?Ｌａｎｇｓｔｏｎ，?１９９５；?Ｍａ，２０１０；韓立波和羅艷，２０１２；羅艷等，??２０１３；李啟雷等，２０１６；?Ｈｅ?ｅｔａｌ．，２０１９）。地震位

?ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ）方法是常用的效率較高的計(jì)算一維層??狀模型理論地震圖的方法，本文使用該方法來(lái)計(jì)算并合成理論地震圖。在理論地??震記錄中，Ｒ和Ｚ分量均可觀測(cè)到特征相似的Ｐｎ波，而在實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)中，Ｚ??分量的Ｐｎ波往往表現(xiàn)出更高的信噪比，因此，本文選擇Ｚ分量的地震波形進(jìn)行??分析。為了提高計(jì)算效率且便于Ｐ波的觀測(cè)，計(jì)算格林函數(shù)時(shí)震源選為爆炸源。??震源深度參照地球內(nèi)部天然地震的平均深度設(shè)置為１０?ｋｍ?（Ｓｃｈｏｌｚ，１９９８）。??本文首先對(duì)均勻地殼加半空間地幔模型進(jìn)行計(jì)算（圖２．１（ｂ）），所得寬頻帶（相??當(dāng)于低通濾波至１０?Ｈｚ）理論位移圖如圖２．１（ｃ）所示，圖中波形按Ｐｎ的理論到時(shí)??進(jìn)行對(duì)齊。從圖２．１（ｃ）可以看出，Ｐｎ之后還有兩組波列，根據(jù)理論到時(shí)判定為Ｐｇ??和ＰｍＰ。當(dāng)震中距為１４０?ｋｍ時(shí)，Ｐｎ波與后續(xù)的Ｐｇ波部分重疊，但是隨著震中??距的增加，Ｐｎ與Ｐｇ波的到時(shí)差逐漸增加，在震中距為２００?ｋｍ時(shí)，Ｐｎ相對(duì)于Ｐｇ??而言到時(shí)提前超過(guò)２ｓ，可清晰辨認(rèn)。為了避免Ｐｇ的影響，本文選擇震中距超過(guò)??２００ｋｍ的臺(tái)站對(duì)Ｐｎ波進(jìn)行觀測(cè)。當(dāng)殼幔過(guò)渡帶為平坦的速度跳變面時(shí)，寬頻帶??位移圖中Ｐｎ波呈現(xiàn)階梯狀。??，、?．ｓｔａｔｉｏｎ??⑷?＾—??ｓｏｕｒｃｅ＾＾?？??＼?Ｘ?Ｐｎ??ｃｒｕｓｔ?＼．．．．．．．＇?？．．．．ＰｍＰ?／??ｍａｎｔｌｅ??（ｂ）?ｎ?（ｃ）?Ｐｎ?Ｒ５??１?ｒ＂＂＝?ｐｉ２〇－＾￣??＾?２０?－?Ｓ－?１８０ｋｍ?＾??ｌ３０＿ｈ?—￣?ｕ＂??Ｓ＝：?Ｓ?Ｐ?：?—ｍ??６〇－?－?￣ｎ?一－???Ｉ?Ｉ?｜

Ｔｉｍｅ（ｓ）??３?４?５?６?７?８??ｖｅｌｏｃｉｔｙ｛ｋｍ／ｓ）??（ｃ）?ｄｕｒａｔｉｏｎ＝０．５?ｓ?ｄｕｒａｔｉｏｎ＝１．０?ｓ?ｄｕｒａｔｉｏｎ＝２．０?ｓ??ｉ?Ｉ?｜?ｌｌｉ?ｉ?｜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?｜?ｉ?ｉ?Ｉ?＂Ｔ？Ｔ￣｜，?ｉ?ｉ?ｌ＂￣ｉ?ｉ?ｉ?＞?ｉ?ｊ?？?ｉ?ｉ?ｉ?｜?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?｜?ｉ?ｉ?＊??４３?４４?４５?４３?４４?４５?４３?４４?４５??Ｔｉｍｅ（ｓ）?Ｔｉｍｅ（ｓ）?Ｔｉｍｅ（ｓ）??圖２．２殼幔過(guò)渡帶正梯度模型與Ｐｎ波形態(tài)關(guān)系圖??其中，（ａ）殼幔過(guò)渡帶厚度為０？１０?ｋｍ的速度模型；（ｂ）殼幔過(guò)渡帶不同厚度情況對(duì)應(yīng)??的Ｐｎ波波形，顏色與（ａ）中的同色的速度模型對(duì)應(yīng)；（ｃ）不同震源持續(xù)時(shí)間下，殼幔??過(guò)渡帶厚１０?ｋｍ與０?ｋｍ時(shí)的Ｐｎ波對(duì)比圖。??Ｄｕｒａｔ？ｏｎ＝〇．５ｓ??（ａ）?．?（ｂ）?＇?！?＾?！?＇?＇??ｐｅａＫ?１７?？．＊＊？?＊Ｈ＊４ｋｍ?Ｈ？￡ｋｍ??Ａ?？＿§?１６?－?？？二??？〇?＊＊？＊’一？＊？？＊＊＊＊—？，—？？《？？？＊＊？？一??＂ＴＴ＂－Ｃ８?＾?２?＊＊?＊ｘ＜＊＊＊？，?＊?＊？：？＊？?？；，＊？＊＊ｘ．ｉ，：＇＊？＊＊＊４＊＊＊＊＊＊＊＊?＊＊＊？＊＊＊？＊？，？？?＊？??〇?１?２??Ｔｉｍｅ－ＴＰｎ（ｓ）?，？：二：：二一―７一：：．１??２００?２￥０?３Ｃ？?３５０?４００?４５０?５００??ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｋｍ）??（ｃ）?Ｄｕｒａｔｉｏｎ：?１ｓ?（ｄ）?Ｄｕｒａｔ？ｏｎ＝２ｓ??１４．?１?�。�
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2863500