基于密集地震台网环境噪声的面波层析成像研究及其应用
发布时间：2021-10-12 08:18
与传统的地震层析成像相比,环境噪声层析成像方法具有不依赖地震信号、无需考虑震源位置和发震时刻的误差、以及对短周期面波信号的良好恢复等优势,且该方法无需人工震源,安全易获取,成本低。因此,基于环境噪声的面波层析成像方法在过去的十几年中获得了长足的发展和广泛的应用。大多数环境噪声的研究关注于区域结构,其研究深度在几十到上百公里。随着流动地震台网布设的发展,基于密集地震台网的环境噪声成像也得到了快速的发展应用。其噪声成像的分辨率逐渐提高,研究区域及成像深度向更小更浅的方向发展,可获得近十千米深度内的高分辨率结构,可被有效应用于城市地下结构的研究。基于环境噪声层析成像和密集地震台网的观测及方法优势,本文开展了以下三个方面的研究:（1）广东新丰江库区浅层地下三维剪切波速度结构成像广东河源新丰江水库位于华南典型断层上,自1959年水库蓄水以来,库区地震活动性明显增强,并发生了6.1级触发地震。为了研究库区浅层地下结构,我们利用环境噪声面波层析成像获得该区域的群速度分布和三维剪切波速度结构。结果表明,对于台间距为100–500 m的密集台网,高频（0.2-1.2 s）频散信号基本可以得到很好的恢复,...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)广东省
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
数据处理流程图
阎?要分布在水库东侧，由一系列断层组成。其中石角-新港-白田断裂(SXBF)是最主要的北北西向断裂，多次切割北北东向断裂。北东东向断裂是一组右旋扭断裂，有些兼具有倾滑错动，甚至有些以倾滑为主（丁原章等,1983）。这组断裂表面不出露，但航空磁测和重力异常资料均显示该断裂存在于深部区域（万永芳等,2008；丁原章等,1983），电阻率测定和钻探结果表明该断裂是晚白垩世-第三纪盆地基底的主要构造，并且把盆地基底分成南北两部分（丁原章等,1983）。北东东断裂主要位于水库南侧峡谷区两侧，构成了地壳深部的构造格局。图2.1新丰江库区地理位置示意图。红色实线分别代表河源断裂（HYF）、人字石断裂（RZSF）、大坪-岩前断裂（DYF）、石角-新港-白田断裂(SXBF)，红色虚线表示北东东向深部断裂,灰色圆圈表示自1970年至今该地区发生的3级以上地震及2010-2015年0级以上地震。左下角红色方框中显示了图2.1位置。靠近新丰江水库的黑色方形即为图2.6位置。Figure2.1ThegeologicalsettingofXFJwaterreservoirarea.RedlinesinthemaparetheNNEandNNWfaults,whichincludeHeyuanFault(HYF),Renzishifault(RZSF),Daping-Yanqianfault(DYF)andShijiao-Xingang-Baitianfaults(SXBF).TheNEEfaultisrepresentedbyreddashedline,sinceit’saninferreddeepfault.Thegreycirclesindicateearthquakesbeyondmagnitude3since1970andearthquakesbeyondmagnitude0from2010to2015.Theredrectangularinthelowerleft-handshowstheregionoffigure2.1.Theblackrectangularinfigure1anexttoXFJreservoirshowsthelocationoffigure2.6.
基于密集地震台网环境噪声的面波层析成像研究及其应用38地壳自库坝下游白田至库尾部锡场NW方向显示出高速异常体和2个低速间断区，低速间断区位于人字石断裂和南山-坳头断裂交汇处及1962年6.1级强震震源区，库中水体可能沿呈现低速间断区的人字石断裂和石角-新港-白田断裂下渗至13-14km地壳。在10-14km深度，NE走向大坪-岩前断裂的NW侧为高达6.2km/s的高速区，SE侧自库区中部回龙到库坝下游白田呈现明显的低速异常，属可能的库水渗透影响区域，同时也是新丰江库区中强地震集中区。该库区地震较多发生在高速异常体内部、高低速交替过渡带及呈现低速异常的渗水通道两侧。2.2数据与方法2.2.1观测数据获取2015年初，我们在新丰江库区人字石断裂周围布设了42个三分量短周期地震仪（图2.5），台间距为100-500m，地震仪频带宽度为0.2-120Hz。由于一台仪器中途被破坏，最后我们获得41个台站（图2.6）为期一个月的连续地震记录。图2.5地震仪示意图。Figure2.5Picturesofaseismometer.
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用HVSR方法研究广州地区的场地效应及估算地震灾害特征[J]. 宗健业,孙新蕾,张鹏. 地震地质. 2020(03)
[2]地形起伏对基于地震波形的浅源地震深度反演影响——以2017年9月3日朝鲜M6.3事件为例[J]. 王向腾,倪四道,周勇,林鑫. 地球物理学报. 2019(12)
[3]长江中下游成矿带高分辨地壳三维横波速度结构及其形成的深部动力学背景[J]. 罗松,姚华建,李秋生,王伟涛,万柯松,孟亚锋,刘斌. 中国科学:地球科学. 2019(09)
[4]High-resolution 3D crustal S-wave velocity structure of the MiddleLower Yangtze River Metallogenic Belt and implications for its deep geodynamic setting[J]. Song LUO,Huajian YAO,Qiusheng LI,Weitao WANG,Kesong WAN,Yafeng MENG,Bin LIU. Science China（Earth Sciences）. 2019(09)
[5]Preface to the special issue of Dense Array Seismology[J]. Huajian Yao,Baoshan Wang,Xiaobo Tian,Hongfeng Yang,Xiaofeng Tian. Earthquake Science. 2018(Z1)
[6]Imaging mantle transition zone discontinuities in southwest China from dense array ambient noise interferometry[J]. Jikun Feng,Huajian Yao,Weitao Wang. Earthquake Science. 2018(Z1)
[7]瑞利面波地形效应的数值模拟研究[J]. 肖薄,刘争平,黄云,曾胜强,李京京,奉建军. 地球物理学进展. 2019(03)
[8]一种基于层析成像技术提高浅地表面波勘探水平分辨率的方法[J]. 尹晓菲,胥鸿睿,夏江海,孙石达,王芃. 地球物理学报. 2018(06)
[9]基于振动台模型试验探讨HVSR方法对黄土场地效应适用性的研究进展[J]. 王会娟,王平,柴少峰,许书雅,严武建,刘琨,王丽丽. 世界地震工程. 2018(01)
[10]基于单台加速度记录的混合全局优化HVSR反演场地浅层速度结构[J]. 荣棉水,符力耘,李小军. 地球物理学报. 2018 (03)
博士论文
[1]起伏地表三维高频瑞雷面波传播特性研究[D]. 汪利民.中国地质大学 2013
[2]横向高分辨率瑞雷波数据处理技术研究[D]. 罗银河.中国地质大学 2008
硕士论文
[1]噪声成像技术在济南市城市地下空间探测中的应用研究[D]. 罗磊.东华理工大学 2019
[2]利用地脉动和强震动观测数据分析汶川地震的场地效应[D]. 戴嘉伟.中国地震局工程力学研究所 2016
本文编号：3432210
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)广东省
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
数据处理流程图
阎?要分布在水库东侧，由一系列断层组成。其中石角-新港-白田断裂(SXBF)是最主要的北北西向断裂，多次切割北北东向断裂。北东东向断裂是一组右旋扭断裂，有些兼具有倾滑错动，甚至有些以倾滑为主（丁原章等,1983）。这组断裂表面不出露，但航空磁测和重力异常资料均显示该断裂存在于深部区域（万永芳等,2008；丁原章等,1983），电阻率测定和钻探结果表明该断裂是晚白垩世-第三纪盆地基底的主要构造，并且把盆地基底分成南北两部分（丁原章等,1983）。北东东断裂主要位于水库南侧峡谷区两侧，构成了地壳深部的构造格局。图2.1新丰江库区地理位置示意图。红色实线分别代表河源断裂（HYF）、人字石断裂（RZSF）、大坪-岩前断裂（DYF）、石角-新港-白田断裂(SXBF)，红色虚线表示北东东向深部断裂,灰色圆圈表示自1970年至今该地区发生的3级以上地震及2010-2015年0级以上地震。左下角红色方框中显示了图2.1位置。靠近新丰江水库的黑色方形即为图2.6位置。Figure2.1ThegeologicalsettingofXFJwaterreservoirarea.RedlinesinthemaparetheNNEandNNWfaults,whichincludeHeyuanFault(HYF),Renzishifault(RZSF),Daping-Yanqianfault(DYF)andShijiao-Xingang-Baitianfaults(SXBF).TheNEEfaultisrepresentedbyreddashedline,sinceit’saninferreddeepfault.Thegreycirclesindicateearthquakesbeyondmagnitude3since1970andearthquakesbeyondmagnitude0from2010to2015.Theredrectangularinthelowerleft-handshowstheregionoffigure2.1.Theblackrectangularinfigure1anexttoXFJreservoirshowsthelocationoffigure2.6.
基于密集地震台网环境噪声的面波层析成像研究及其应用38地壳自库坝下游白田至库尾部锡场NW方向显示出高速异常体和2个低速间断区，低速间断区位于人字石断裂和南山-坳头断裂交汇处及1962年6.1级强震震源区，库中水体可能沿呈现低速间断区的人字石断裂和石角-新港-白田断裂下渗至13-14km地壳。在10-14km深度，NE走向大坪-岩前断裂的NW侧为高达6.2km/s的高速区，SE侧自库区中部回龙到库坝下游白田呈现明显的低速异常，属可能的库水渗透影响区域，同时也是新丰江库区中强地震集中区。该库区地震较多发生在高速异常体内部、高低速交替过渡带及呈现低速异常的渗水通道两侧。2.2数据与方法2.2.1观测数据获取2015年初，我们在新丰江库区人字石断裂周围布设了42个三分量短周期地震仪（图2.5），台间距为100-500m，地震仪频带宽度为0.2-120Hz。由于一台仪器中途被破坏，最后我们获得41个台站（图2.6）为期一个月的连续地震记录。图2.5地震仪示意图。Figure2.5Picturesofaseismometer.
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用HVSR方法研究广州地区的场地效应及估算地震灾害特征[J]. 宗健业,孙新蕾,张鹏. 地震地质. 2020(03)
[2]地形起伏对基于地震波形的浅源地震深度反演影响——以2017年9月3日朝鲜M6.3事件为例[J]. 王向腾,倪四道,周勇,林鑫. 地球物理学报. 2019(12)
[3]长江中下游成矿带高分辨地壳三维横波速度结构及其形成的深部动力学背景[J]. 罗松,姚华建,李秋生,王伟涛,万柯松,孟亚锋,刘斌. 中国科学:地球科学. 2019(09)
[4]High-resolution 3D crustal S-wave velocity structure of the MiddleLower Yangtze River Metallogenic Belt and implications for its deep geodynamic setting[J]. Song LUO,Huajian YAO,Qiusheng LI,Weitao WANG,Kesong WAN,Yafeng MENG,Bin LIU. Science China（Earth Sciences）. 2019(09)
[5]Preface to the special issue of Dense Array Seismology[J]. Huajian Yao,Baoshan Wang,Xiaobo Tian,Hongfeng Yang,Xiaofeng Tian. Earthquake Science. 2018(Z1)
[6]Imaging mantle transition zone discontinuities in southwest China from dense array ambient noise interferometry[J]. Jikun Feng,Huajian Yao,Weitao Wang. Earthquake Science. 2018(Z1)
[7]瑞利面波地形效应的数值模拟研究[J]. 肖薄,刘争平,黄云,曾胜强,李京京,奉建军. 地球物理学进展. 2019(03)
[8]一种基于层析成像技术提高浅地表面波勘探水平分辨率的方法[J]. 尹晓菲,胥鸿睿,夏江海,孙石达,王芃. 地球物理学报. 2018(06)
[9]基于振动台模型试验探讨HVSR方法对黄土场地效应适用性的研究进展[J]. 王会娟,王平,柴少峰,许书雅,严武建,刘琨,王丽丽. 世界地震工程. 2018(01)
[10]基于单台加速度记录的混合全局优化HVSR反演场地浅层速度结构[J]. 荣棉水,符力耘,李小军. 地球物理学报. 2018 (03)
博士论文
[1]起伏地表三维高频瑞雷面波传播特性研究[D]. 汪利民.中国地质大学 2013
[2]横向高分辨率瑞雷波数据处理技术研究[D]. 罗银河.中国地质大学 2008
硕士论文
[1]噪声成像技术在济南市城市地下空间探测中的应用研究[D]. 罗磊.东华理工大学 2019
[2]利用地脉动和强震动观测数据分析汶川地震的场地效应[D]. 戴嘉伟.中国地震局工程力学研究所 2016
本文编号：3432210
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