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地球物理学报
地球物理学报

刘光鼎

月刊

0001-5733

actageop@mail.igcas.ac.cn

010-82998105

100029

北京市9825信箱

地球物理学报/Journal Chinese Journal of GeophysicsCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。报道地球物理学领域的研究成果，刊登论文、研究简报及综述等。内容涉及地震及地球内部物理学和化学、地磁及空间物理、重力及大地测量学、大地构造物理学、地球动力学、勘探地球物理、海洋及大气物理等方面。读者对象为地球物理及其相关学科的科学技术工作者和大专院校师生。
正式出版
收录年代

    全球非均匀模型中的远震走时层析成像

    潘阳刘少林杨顶辉徐锡伟...
    1426-1438页
    查看更多>>摘要：远震走时层析成像是研究地球内部结构的重要工具.通常,远震走时层析成像使用一维地球参考模型计算研究区域外地震射线.由于地球存在广泛非均匀结构,传统远震走时层析成像在计算射线时忽略了研究区域外非均匀结构对射线的影响,最终导致对研究区域内的成像结果产生影响.为了减小模型外地球非均匀结构对远震走时层析成像的影响,本文利用迎风差分格式数值求解程函方程,得到全球非均匀模型中的远震射线,以此为基础发展了基于全球非均匀模型的远震走时成像方法.为了检验本文成像方法提升成像精度的有效性,选取青藏高原东北缘为研究对象.合成测试和实际数据成像结果显示,在考虑地球非均匀结构以后,成像结果更精确,结果展现更多成像细节.

    走时层析成像地震射线非均匀模型青藏高原东北缘

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    近震体波走时与重力联合反演华北地区地壳上地幔顶部P波速度结构

    李鑫月石磊李永华
    1439-1453页
    查看更多>>摘要：华北是克拉通破坏的典型案例,也是陆内强震活动最为强烈、频繁的地区之一,对该区壳幔速度结构进行研究,可为深化认识克拉通的形成演化、板内强震与火山发生机理等研究提供重要的深部约束.利用202个固定台站、360个流动台站所记录到的天然地震事件P波资料和实测布格重力异常,采用近震体波走时与重力联合反演方法获得了地壳、上地幔顶部P波速度结构.重力资料的引入不仅对壳幔结构进行了更合理的约束,而且有效提高了浅层和边缘射线分布稀疏区的成像能力.联合成像结果显示,鄂尔多斯地块和华北平原浅层表现为明显的低速异常,可能与其存在厚的松软沉积层有关;鄂尔多斯东部上地壳存在明显的P波高速异常,推测该高速异常与古元古代孔兹岩带的形成有关.大同火山区15～25 km和25～40 km表现为明显的低速异常,且这两个低速层是连通的,推测与地幔热物质上涌导致的多期次岩浆侵位有关.三河—平谷8.0级地震和邢台7.2级地震震源都位于脆性的上地壳,均下伏低速异常,推测在区域动力环境加载作用下,韧性的壳内蠕变导致脆性上地壳岩石中弹性应变能的局部积累,从而引起地震的发生.

    华北地区重力异常近震走时联合成像P波速度

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    基于短周期密集台阵的广州—佛山地区地壳浅部三维S波速度结构研究

    高占永叶秀薇林吉焱段永红...
    1454-1470页
    查看更多>>摘要：广州—佛山地区位于珠三角经济区的核心地带,三条区域性断裂从中交错穿过.广州—佛山地区精细的地壳浅部三维S波速度结构,对于研究区内的城市规划建设、地震灾害评估、强地面运动模拟等具有重要意义.本文利用布设于广州—佛山地区短周期密集地震台阵中的1104个台站记录到的连续波形数据,采用背景噪声互相关方法计算了台站对间的互相关函数并进一步提取到周期范围在0.1～5 s内的39488条高质量面波群速度频散曲线,然后通过基于射线追踪的面波直接反演方法计算得到了研究区内0.3～3 km深度的高分辨率三维S波速度结构.结果显示:研究区内地壳浅部S波速度横向差异显著,其中南部的珠江三角洲断陷盆地S波速度结构相对较为复杂,而北部的广花盆地内部S波速度结构则表现相对简单.研究区内的低速异常主要位于断裂附近,且大都位于断裂的下降盘.珠江三角洲内三水盆地东缘表现为马鞍状低速异常,向下最大延伸至2 km,低速体南北两侧边界与控盆断裂位置基本一致.广花盆地内部存在两个平行排列的高速异常,中间夹持一平行构造走向的低速异常,总体速度结构特征符合广花盆地为一复式向斜的地质构造背景.低速异常向下延伸至1.4 km深度处,可能指示了卷入向斜地层的最大埋深.沿广州—从化断裂发育条带状低速异常,与沿断裂形成的沉积地层有关.条带状异常在浅部分为两段,表明广州—从化断裂在历史上可能具有分段活动性.玉带公园周围被高速异常环绕,异常向上延伸至距地表约1.3 km处,结合研究区已有资料推测该高速异常可能为早期岩浆侵入在地壳浅部的反映.

    密集台阵背景噪声成像地壳浅部S波速度结构广州—佛山

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    2022-2023年四川泸定MS6.8、MS5.0和MS5.6地震序列的发震构造及成因

    张建勇王新陈凌刘杰...
    1471-1486页
    查看更多>>摘要：四川泸定2022年9月5日发生MS6.8强震,随后10月22日和2023年1月26日又分别发生MS5.0和MS5.6强余震,主震和两次强余震的震中相距仅几公里却有着截然不同的震源机制解,因此,探究三者的发震构造、联系及成因至关重要.本研究利用国家地震台网记录到的这三次地震序列的连续波形数据及震相资料进行双差重定位,并进一步采取CAP波形反演方法和P波初动极性反演方法获得研究区ML 2.5+的79个余震震源机制解.结果显示,主破裂沿鲜水河断裂磨西段,破裂彻底,余震活动性不高.沿主断裂分布的余震具有明显的分段特征,断层近直立且西北浅东南深.主震及磨西段大部分余震均为走滑机制,是典型的印度—欧亚板块挤压旋转造成鲜水河走滑断裂带应力失稳触发的强震活动.发生在贡嘎山地区的余震是MS6.8主震触发的震群活动,震级水平不高,分布弥散,并没有触发与主断裂共轭的燕子沟、海螺沟和磨子沟次级断裂,而是触发了与主断裂近平行的次级隐伏断裂——贡嘎山断裂.MS5.0和MS5.6两次强余震均发生在该次级隐伏断裂上,断层倾角40°～50°且震源深度较浅.贡嘎山地区拉张型地震活动明显不同于走滑型为主的鲜水河断裂带,可能是印度—欧亚板块挤压旋转作用下贡嘎山快速隆升而地表快速剥离导致局部因重力卸载而垮塌造成的,MS6.8主震有明显的触发作用.三次泸定强震的发生,释放了磨西段及西侧贡嘎山地区部分应力,但并未改变"Y"字形交汇区强震发生的可能性.

    四川泸定地震鲜水河断裂带贡嘎山地区发震构造地震活动性

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    2021年四川泸县MS6.0地震震源参数研究

    莫丽桦储日升谷旺旺盛敏汉...
    1487-1500页
    查看更多>>摘要：2021年9月16日四川泸县发生了有记载以来震级最大的地震(MS6.0).为了认识该地震的发震机理,我们综合使用近震和远震波形数据精确测定了 2021年泸县地震及MS≥3.0余震的机制解、深度、水平位置、破裂方向等震源参数.震源机制解结果显示这些地震大多是逆冲型,伴有少量走滑成分,MS6.0地震质心深度为4 km,矩震级为MW5.25,两个节面的走向角、倾角、滑移角分别为95°/47°/84°和283°/43°/96°;sPL和sP两个震相的波形拟合结果表明其质心深度在5 km左右.我们还利用InSAR形变资料获取了 MS6.0地震的质心位置,然后利用面波到时差相对定位方法确定了其他地震的水平位置.基于经验格林函数法得到MS6.0地震破裂方向大致为北西西.2021年泸县MS≥3.0地震质心深度在3～5 km,且质心震中位于页岩气开采注水井3 km以内,具体的发震机理还需要参考工业生产数据,通过岩石物理实验和地质力学模拟来进一步研究.

    四川泸县震源机制解深度震相相对定位破裂方向

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    2020年古冶MS5.1地震序列微震检测及活动性研究

    王同利张盛中崔博闻武敏捷...
    1501-1514页
    查看更多>>摘要：2020年7月12日河北省古冶(39.78°N,118.44°E)发生MS5.1地震,震源深度10 km.本文通过对其周边500 km范围内的84个固定台站连续观测地震数据,采用基于图形处理器的模板匹配定位识别技术(GPU-M&L)对地震前后(2020年6月1日至2020年8月31日)共三个月的连续数据进行了微震检测和地震活动性分析.我们首先从台网目录的362个古冶地震序列事件中挑选了信噪比较高的118个地震作为模板,通过模板扫描和检测,获得共1017个地震,约为台网目录的2.8倍,然后运用双差定位方法(hypoDD)对669个地震事件进行了重定位.最后我们对古冶地震的事件序列进行时空分布、震源机制解以及b值空间分布等分析.结果显示古冶MS5.1地震前,震中区周边地震活动性显著,地震前后地震序列分布优势方向为NE向,震源深度方向近直立分布;发震断裂为唐山—古冶断裂或其延伸部分,与1976年唐山MS7.8地震同为唐山断裂带,发震断层走向基本一致.据此,我们推测古冶MS5.1地震是1976年唐山MS7.8地震后余震区应力调整所触发.

    古冶地震微震检测模板匹配完备震级地震活动性

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    利用HVSR方法探测四川理县西山村滑坡速度结构

    孙晓倩储日升曾求盛敏汉...
    1515-1526页
    查看更多>>摘要：HVSR(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio)是地震背景噪声水平分量与垂直分量的频谱比,常被用来探测起伏地形较小的浅地表速度结构.然而,高起伏地形下该方法的适用性还需要仔细研究.本文探讨利用HVSR方法探测四川理县西山村滑坡的速度结构.我们首先将ENZ坐标系下三分量地震数据旋转到垂直于地形自由面的LQT坐标系,分别计算了两个坐标系下2 h地震背景噪声数据的HVSR曲线,对比结果发现,LQT坐标系下三分量数据的HVSR峰值频率更能反映地下结构信息.然后,本文反演了 29个台站LQT坐标系的HVSR曲线,获得了滑坡体堆积物及基岩的一维S波速度结构.西山村滑坡体堆积物的S波速度范围为50～1000 m·s-1,滑坡厚度23～130 m.滑坡体西侧边缘地下40～120 m处存在10～20 m的低速层,表明该位置抗剪强度相对较弱,是潜在的滑动危险区域.对数据进行坐标系转换后,HVSR方法能够利用较短的观测数据获取可靠的滑坡体速度结构,为滑坡体积估算、脆弱位置识别、灾害评估提供重要信息.

    理县西山村滑坡HVSRS波速度结构地震背景噪声

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    地中电偶极源极低频电磁场的分布与传播特征

    王桥唐新功胡文宝
    1527-1545页
    查看更多>>摘要：利用层状大地中偶极源响应的正演算法,计算地中电偶极源激发的极低频地震电磁场并分析其在地球环境下的传播特征.设计了多个水平层状地球模型,分别模拟和展示了深埋地中的电偶极源的响应和空间分布特征.重点分析了含地壳波导+LAI波导模型的高阻大地中,倾斜电偶极源激励响应随观测点的偏移距和垂直位置、激励源深度、地壳波导结构和参数变化时各场量响应的幅频特征.研究表明,用倾斜电偶极源模拟和分析高阻大地中孕震电磁辐射的响应及在大地电磁系统中的传播特性是可行的;模拟的高阻大地中的电磁辐射在地壳波导和LAI波导中均表现有慢衰减或幅值增强特性,但两个波导效应具有不同的频率选择性;高阻大地中的电磁辐射在波导的高阻介质中具有幅值强、衰减慢的特点.建议在高阻地层出露的地表、井中或海底的高阻岩层中以及大气层中布设测站.

    层状模型地中电偶极源极低频电磁场传播特征岩石圈波导LAI波导

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    三维TTI介质qP波透射立体层析方法研究

    王潇杨锴杨顺军
    1546-1569页
    查看更多>>摘要：致力于研究三维TTI介质下的qP波立体层析反演算法.将射线扰动理论应用于三维具有倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)介质拟声波程函方程,导出立体层析所需的三维TTI介质qP波数据空间与三维TTI介质模型空间之间的所有Frechét导数.在通过灵敏度测试验证了相应Frechét导数对于三个各向异性THOMSEN参数的正确性之后,使用两步法反演策略——即先使用坐标分量和射线参数水平分量(不包括走时)实施初始反演而后再使用所有数据空间分量进行反演,在三维qP波TTI介质情形下针对三个各向异性THOMSEN参数可以获得理想的反演结果,为三维qP波TTI介质下透射立体层析的应用做好了理论准备.用一个典型的理论数据算例证实了上述观点.

    三维TTI介质qP波透射立体层析Frechét导数两步法反演策略

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    基于交错网格有限差分算法的页岩声波各向异性校正方法研究

    张兆谦闫伟林宋延杰刘鹤...
    1570-1582页
    查看更多>>摘要：页岩具有层理发育的特征,这会引起强烈的声波各向异性,导致直井与水平井声波测井数据之间差异明显,因此在水平井储层参数计算中无法直接应用基于直井的岩石物理解释模型.为了解决这一问题,本文以页岩波速各向异性实验数据为基础,引入交错网格有限差分算法,首先在直井井孔模型中(VTI介质)模拟了声波的发射和接收,随后通过弹性系数矩阵的Bond变换,模拟了在井斜角不为0的情况下(TTI介质)井孔中的声场传播,以任意井斜角与井斜角为0情况下纵波慢度差值相对值为纵坐标,以相对应的井斜角为横坐标,建立起了纵波各向异性校正公式.模拟与应用结果表明:井孔中波形曲线与实轴积分法(RAI)得到的波形曲线一致,同时利用慢度相似相关算法(STC)得到的地层纵波慢度与给定的实验测量值吻合很好,在28种地层弹性参数的情况下,平均相对误差为2.3％;纵波慢度差值相对值与井斜角关系曲线显示,在井斜角小于30°的条件下,纵波慢度差值相对值变化较小,随着井斜角大于30°后,相对值变化增大,当井斜角为90°也就是水平井模式下,纵波慢度差值相对值达到最大.根据纵波各向异性校正公式,对水平井纵波曲线进行了慢度校正.利用纵波校正前后计算的水平井有效孔隙度与导眼井岩心分析有效孔隙度相对误差分析表明,纵波校正后计算的有效孔隙度计算精度有了明显的提高,证明了该方法具有非常好的应用效果,可用于页岩水平井纵波慢度校正.

    交错网格有限差分声波各向异性页岩水平井

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