巖石圈深部結(jié)構(gòu)的三維地震層析成像研究.pdf

1、地震層析成像是通過分析穿過地球內(nèi)部的地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征,獲得地震的破裂過程以及沿射線路徑上介質(zhì)物性信息的重要地球物理方法。本文就巖石圈深部結(jié)構(gòu)的三維成像技術(shù)進(jìn)行研究,充分利用天然地震臨時(shí)臺(tái)網(wǎng)資料中遠(yuǎn)震縱波震相的走時(shí)數(shù)據(jù),對(duì)研究區(qū)域的地球深部結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。
　　首先建立射線追蹤系統(tǒng)。依據(jù)地球內(nèi)部的層狀構(gòu)造以及對(duì)稱性,利用二維介質(zhì)中的射線追蹤來完成地震波在地球內(nèi)部的三維的射線追蹤,包括地震波在圈層介質(zhì)分界面上的反射波等震相的追蹤

2、。針對(duì)寬頻帶地震觀測(cè)系統(tǒng),應(yīng)用IASP91地球模型,將地球模型的界面以及速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化,建立臺(tái)陣的理論模型;依據(jù)費(fèi)馬原理計(jì)算出不同遠(yuǎn)震縱波震相(P震相,PKIKP震相)的地震波傳播路徑以及旅行時(shí)間。
　　再次,根據(jù)其相對(duì)走時(shí)殘差,建立地震波旅行時(shí)層析成像系統(tǒng)方程組。地震層析成像反演本身是非線性問題,經(jīng)過近似處理后得到大型稀疏線性方程組,通過研究大型稀疏線性方程組的求解,選擇合適的地震波旅行時(shí)層析成像反演算法,利用檢測(cè)板測(cè)試分析

3、該方法的分辨率,避免了由于某條射線的個(gè)別數(shù)據(jù)走時(shí)誤差而引起的錯(cuò)誤結(jié)果,進(jìn)而提高地球深部結(jié)構(gòu)的成像效果,尤其是軟流圈及其以上的深部結(jié)構(gòu)。
　　最后,使用2003～2004年由成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所和美國(guó)麻省理工大學(xué)共同在川滇地區(qū)布置完成的25臺(tái)寬頻帶地震儀所記錄的地震數(shù)據(jù),對(duì)該地區(qū)的地殼上地幔三維速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像研究,闡述該地區(qū)受印度板塊與歐亞板塊碰撞影響的地殼結(jié)構(gòu)特征。
　　本文得出如下結(jié)論:應(yīng)用IASP91地球模型在進(jìn)行射線追