利用接收函数分析川滇地区地壳上地幔结构

论文摘要

川滇地区位于青藏高原东南缘,东邻稳定的华南克拉通（SCC）,其西侧受到印度板块与欧亚板块碰撞挤压引起的青藏高原的隆起上升以及下地壳物质的向东逃逸。由于构造应力场形式复杂,不同区域、不同的地球圈层可能受到不同的应力场控制,该区壳幔物质表现出强烈的交换特性,深大断裂发育,多块体汇聚相互作用,强震频发。因此,川滇地区也被认为是研究陆-陆碰撞造山及其演变研究的“天然实验场”。为获取川滇地区地壳上地幔结构以及地壳低速层的存在,本文根据川滇地区“中国地震科学台阵探测”项目一期的313个宽频流动监测台站记录到震级大于Ms5.5、震中距在30°至90°之间的1309个地震事件,提取高斯参数2.5的P波接收函数数据,然后通过传统H-k、共振滤波接收函数和时差矫正后的H-k扫描川滇地区地壳厚度、波速比。另根据中国地震台网中心（CENC）1985年至2016年所记录的地震目录数据应用改进后的贝叶斯方法计算了川滇地区b值的时空分布,在对区域地震构造情况、活动断裂情况等进行充分分析的基础上,对川滇地区沿断裂带b值空间分布进行研究,进而对地震危险性的差异进行预测与分析。结果显示:（1）川滇地区莫霍界面深度变化剧烈、呈现北深南浅的特征,厚度变化范围30-64km,由南到北最大存在约30km厚度差;金沙江-红河断裂是云南地区明显的地壳厚度横向变化分界线,分界线以东区域地壳厚度多大于40km,而西侧地区地壳厚度普遍低于40km,等值线分布较密集,地壳厚度变化剧烈。（2）研究区台站下方地壳平均波速比具有明显的横向分块特征,小江断裂作为一条地质构造分界线,其东西两侧泊松比呈现明显差异;腾冲-保山地块和思茅地块南部,地壳波速比在1.741.82的范围内（泊松比介于0.250.29）,川滇菱形块体西北部地区（攀枝花附近区域）下方具有高的地壳平均波速比值1.761.86（泊松比介于0.260.30）,这也就意味着,这些区域下地壳的铁镁质含量明显增加,或者熔融显著增加。结合川滇地区GPS速度场变化特征和前人地热研究结果,我们认为这几个研究区域区的下地壳低速异常可能是由于青藏高原东南缘下地壳物质的塑性流动,遇到坚硬的四川盆地顺时针旋转,于该区域附近形成高热的下地壳流。（3）我们用实测和合成数据测试共振滤波方法去除沉积效应的有效性,结果表明,时差矫正后的H-k方法使用滤波后接收函数可以搜索到更为准确的地壳厚度和平均波速比,为以后该方法推广及应用提供了又一层理论依据。（4）川滇地区b值空间变化很大,范围从b ≈0.2371到b≈1.8125;根据1985-2016年6.0级以上地震分布,可以看出明显的低b值与多断裂带从集性相一致。通过对2000年6.5级地震发生前,b值在2年内经历一个高达0.6的骤降的研究,本文认为一个本来就较低的b值在短时间内发生骤降,那么该地区的应力水平很有可能己经达到或接近该地区断层的破裂强度,从而发生地震的可能性较大,为地震危险性分析提供一定指导意义。（5）川滇地区泊松比分布与b值分布特征对比发现,红河断裂南部和小江断裂附近处的低b值（约0.721.0）与相应区域低泊松比分布（约0.210.23）对应,中强震频次相对较高;而龙门山断裂东南向和川滇菱形块体西北部高b值（约1.6-1.8）与相应区域高泊松比分布（约0.290.31）较一致,鲜有中强震的发生,表明川滇部分地区b值与泊松比分布相吻合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 选题依据及研究意义
•   1.3 川滇地区地质构造背景
•   1.4 研究区域已有的地球物理成果
• 第二章 研究方法
•   2.1 接收函数
•     2.1.1 接收函数方法的发展
•     2.1.2 P、S波的分离
•     2.1.3 接收函数反褶积
•     2.1.4 接收函数与地壳结构
•   2.2 接收函数扫描法
•     2.2.1 传统接收函数H-k方法
•     2.2.2 权重因子和P波速度选取的讨论
•   2.3 共振滤波接收函数（Resonance Removal Filter RF）
•     2.3.1 盆地沉积效应
•     2.3.2 计算共振滤波接收函数
•     2.3.3 确定沉积层下地壳厚度及波速比
•     2.3.4 确定沉积层厚度及波速比
•     2.3.5 模拟实验验证
• 第三章 数据处理及结果
•   3.1 远震资料与接收函数提取
•   3.2 川滇地区传统H-K扫描结果
•     3.2.1 地壳厚度
•     3.2.2 速速比
• c和（H-k）_d扫描结果'>  3.3 滤波后接收函数（H-k）_c和（H-k）_d扫描结果
• 第四章 川滇地区b值的时空分布及其构造意义
•   4.1 b值简介
•   4.2 研究方法
•     4.2.1 惩罚对数似然函数
•     4.2.2 客观贝叶斯方法
•   4.3 川滇地区b值的计算
•     4.3.1 川滇地区b值时空分布特征
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 朱帅帅

导师: 刘本玉,赵宏

关键词: 川滇地区,波接收函数,地壳厚度,波速比

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 云南大学

分类号: P315.2

总页数: 79

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