远震全波形反演及其在闽西南地区的应用

论文摘要

闽西南地区具有丰富的矿产资源及多样的地质构造现象,一直以来都是地学界研究的热点地区。多年来,大量的地质工作者对闽西南地区进行了深入的研究,然而对该地区地下深部结构仍然缺乏足够的了解。考虑到研究区实际观测条件,本研究采用远震全波形反演方法来反演闽西南地区精细地壳速度结构。本研究首先将远震信号近似为平面波入射,在SEM-FK（谱元法-频率波数法）结合法的基础上,进行修改使之能够应用于任意震源时间函数,通过模型试验验证了方法的有效性和可靠性,为实际数据全波形反演方法的应用打下基础;接着在研究区布设宽频带地震台站,收集并处理远震波形数据,根据实际波形情况及模型试验结果,选取恰当反演策略,使用高频远震波形信号,采用远震直达P波相对到时差目标函数,分别利用2D及3D全波形反演方法,获取了闽西南地区地壳速度结构;最后通过分析目标函数及理论波形与实际波形间差异的变化、对比2D与3D反演模型,并结合已有研究结果,论证了反演模型的合理性。由反演模型可知,在政和-大浦断裂带（ZDF）下部及其东侧的地壳内存在明显的低速异常,结合地震的活动性,本研究认为ZDF是一个仍然在活动的深大断裂,并且在ZDF下部及其东侧的地壳内较其西侧可能存在更多的流体。依据大量地质、地球化学及地球物理等资料,本研究认为:闽西南地区在晚中生代时期存在大量岩浆活动,它们是在一个伸展环境中发生的,对应于古太平洋板块的折返和伴随的回退弧系。岩浆活动与断裂带,特别是ZDF具有密切的关系,研究区丰富的金属矿产资源正是这些岩浆活动的产物。新生代时期,中国东南部附近发生了太平洋和菲律宾板块的俯冲,板块俯冲可以驱动地幔物质上涌,而与中国东部晚中生代岩浆活动有关的岩浆房和岩浆通道是新生代俯冲驱动的上涌地幔流的良好通道。因此,新生代地幔流可以重新加热这些岩浆房和岩浆通道,并降低那里的地震速度。本研究中发现的低速异常可以解释为晚中生代岩浆活动遗留的岩浆房及岩浆通道,它们被新生代的地幔流重新加热而保持低速。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究现状
•   1.3 研究思路
•   1.4 创新成果与论文结构
• 第二章 方法理论
•   2.1 波形正演
•     2.1.1 FK方法
•       2.1.1.1 P波入射情况
•       2.1.1.2 SV波入射情况
•       2.1.1.3 SH波入射情况
•     2.1.2 SEM方法
•     2.1.3 SEM-FK结合
•   2.2 目标函数及求导
•     2.2.1 伴随法的一般形式
•       2.2.1.1 弗雷谢核
•       2.2.1.2 离散空间情况
•       2.2.1.3 伴随法的总结
•     2.2.2 波动方程情况下的伴随法
•     2.2.3 完全弹性各向同性介质的敏感核
•   2.3 反演迭代
•     2.3.1 下降法的一般形式
•       2.3.1.1 下降方向的确定
•       2.3.1.2 迭代步长的确定
•     2.3.2 最速下降法
• 第三章 模型试验
•   3.1 波形正演
•   3.2 目标函数及其敏感核
•   3.3 模型反演试验
•     3.3.1 范数目标函数
•       3.3.1.1 速度结构反演
•       3.3.1.2 界面反演
•       3.3.1.3 界面及速度异常同时反演
•     3.3.2 到时差目标函数
•       3.3.2.1 速度结构反演
•       3.3.2.2 界面反演
•       3.3.2.3 界面及速度异常同时反演
•     3.3.3 噪声情况
• 第四章 实际应用
•   4.1 数据
•   4.2 检测板测试
•   4.3 结果及讨论
•     4.3.1 二维反演结果
•     4.3.2 三维反演结果
•     4.3.3 讨论
• 第五章 结论及展望
•   5.1 结论与认识
•   5.2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 张昌榕

导师: 张贵宾,江国明

关键词: 闽西南地区,远震全波形反演,成矿作用,深部动力学过程

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P631.4

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000071

总页数: 106

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