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地壳散射系数层析成像的研究

作　者: 王勤彩
导　师: 陈章立
学　校: 中国地震局地球物理研究所
专　业: 固体地球物理
关键词: 散射系数层析成像强震区包络线尾波速度结构非均匀结构地震序列吸收系数云南地区
分类号: P315.63
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

地震层析成像是研究地球非均匀结构的一种非常有效的方法。在研究长波长非均匀结构方面，速度成像得到了广泛的研究和应用。而在研究小尺度非均匀结构方面，尾波具有独特的优越性。本论文在介绍散射系数层析成像前，首先介绍了尾波归一化方法的基本原理，并把此方法应用到云南地区P、S波的衰减研究上，结果显示，由尾波归一化方法得到的P、S波衰减值与其它方法得到的结果基本一致，说明了尾波归一化方法在云南地区衰减研究中的有效性。然后利用多次散射模型、多流逝时间窗方法进行散射系数与吸收系数的分离，得到了大姚强震区及邻近地区的散射系数与吸收系数，为大姚强震群散射系数空间分布的研究准备了初值。本论文以单次散射模型、球形辐射源、一维线性速度模型为基础计算理论包络线，通过尾波归一化方法把理论与观测包络线结合起来形成非线性方程组，用迭代最小二乘法反演研究区的散射系数空间分布。大姚强震区的研究范围为60km×40km，研究区内网格水平间隔和深度间隔均设置为5km，外围区域网格间隔为10km，研究区及外围区域的网格点总数为1680，块体总数为1224。研究结果显示，M_s6.2、M_s6.1级地震序列的余震大多发生在高散射系数区内，主震发生在高散射系数区的边缘。震源深度较浅的M_s6.1级地震序列向北西、南东方向的扩展终止于两端的低散射系数区，M_s6.2级地震序列震源深度在研究区中部向下弯曲绕过低散射系数区，在深度剖面上呈弧形分布。大姚强震区10km深度上的高散射系数条带沿震源断层分布，暗示了震区下方断层破碎带的存在。大姚地震震源断层可能是通海一牟定断裂向北西方向的延伸。选取伽师强震群区的研究范围为72km×60km，研究区及外围区域的网格点总数为2725，研究区内网格水平间隔6km，深度间隔5km，外围区域网格水平间隔12km，深度间隔10km。伽师强震群区的散射系数分布图像显示，伽师强震群区下方中上地壳中存在明显的非均匀结构。在研究区的中部10-25km深度上有一低散射系数区，这个低散射系数区与速度结构中的P波高速异常区有很好的空间相关性。1997年的7次M_s≥6.0级地震发生在研究区中部低散射系数区的边缘。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-17
  1.1 地震散射波的研究历史和现状  10-12
  1.2 地球非均匀结构的研究  12-15
  1.3 本论文的研究思路和研究内容  15-17
第二章用尾波归一化方法研究云南地区的P、S波衰减  17-32
  2.1 引言  17-18
  2.2 方法原理  18-19
  2.3 数据资料  19-21
  2.4 资料处理  21-26
  2.5 结果  26-30
  2.6 结论  30-32
第三章云南地区散射衰减与内部吸收的分离  32-58
  3.1 引言  32-33
  3.2 方法  33-38
    3.2.1 理论能量密度的计算  33-37
    3.2.2 多流逝时间窗方法  37-38
  3.3 数据和分析  38-40
  3.4 计算结果  40-50
  3.5 讨论  50-57
  3.6 结论  57-58
第四章散射系数层析成像方法  58-69
  4.1 引言  58-59
  4.2 尾波包络线反演方法1——尾波能量波动法  59-60
  4.3 尾波包络线反演方法2——尾波理论包络线法  60-68
    4.3.1 理论与观测尾波包络线的计算方法  60-63
    4.3.2 非线性方程组的建立  63-64
    4.3.3 反演方法  64-68
  4.4 讨论  68-69
第五章云南大姚强震区散射系数层析成像的研究  69-105
  5.1 引言  69-70
  5.2 构造背景  70-72
  5.3 数据和分析  72-87
    5.3.1 观测数据  72
    5.3.2 数据的分析与处理  72-82
    5.3.3 网格设置及速度模型的选择  82-87
  5.4 结果分析  87-100
    5.4.1 CRT分辨率检测  87-91
    5.4.2 大姚强震区散射系数空间分布  91-100
  5.5 讨论  100-104
    5.5.1 大姚强震区散射系数空间分布与震源断层、余震活动的关系  100-101
    5.5.2 大姚强震区散射系数分布与速度结构的关系  101-104
  5.6 结论  104-105
第六章伽师强震群区地壳散射系数层析成像的研究  105-129
  6.1 引言  105-106
  6.2 构造背景  106-108
    6.2.1 地质构造背景  106-107
    6.2.2 形变及深部构造背景  107-108
  6.3 数据和分析  108-117
    6.3.1 观测数据  108-112
    6.3.2 数据的分析处理  112-113
    6.3.3 网格设置及模型参量初值的选择  113-117
  6.4 结果分析  117-124
    6.4.1 CRT分辨率检测  117-118
    6.4.2 伽师强震群区散射系数的空间分布  118-124
  6.5 讨论  124-127
    6.5.1 伽师强震群区散射系数分布与速度结构的关系  124
    6.5.2 伽师强震群区散射系数分布与强震的关系  124-127
  6.6 结论  127-129
第七章散射系数空间分布研究产生误差的原因  129-134
  7.1 震源辐射特性、散射特性对散射系数空间分布的影响  129-131
    7.1.1 震源辐射特性的影响  129-130
    7.1.2 非均匀散射的影响  130-131
  7.2 多次散射的影响  131-134
第八章结论与讨论  134-137
参考文献  137-151
致谢  151-152
作者简介及在学期间研究成果、发表文章  152-153

地壳散射系数层析成像的研究

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