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地球物理学报
地球物理学报

刘光鼎

月刊

0001-5733

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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。
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    2023年甘肃积石山Mw6.0地震震源特征与灾害机理

    华思博徐晨雨周江诚徐贝贝...
    2625-2636页
    查看更多>>摘要：2023年12月18日发生的甘肃积石山Ms6.2(Mw6.0)地震是一次导致较大伤亡的小规模逆冲型强震(M≥6)事件.我们在破裂过程快速反演后,开展了地震矩张量和破裂过程联合反演,比较分析了此次地震的发震断层参数;在此基础上,测定了地震的辐射能,确定了较宽频带范围内的震源特征,据此讨论了与震源过程相关的灾害机理.结果显示,本次地震断层东倾的可能性更大,主要破裂区域位于积石山县与大河家镇之间,空间上与烈度分布显示的极震区位置较为一致.地震的上盘效应,破裂朝西北及浅处扩展的多普勒效应,以及容易在浅土层中放大的高频地震波辐射,可能是此次地震震害严重的主要震源因素.

    2023年甘肃积石山Mw6.0地震断层参数破裂过程辐射能灾害机理

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    利用接收函数研究四川威远地区地壳结构特征

    刘嘉栋吴庆举强正阳朱敏...
    2637-2653页
    查看更多>>摘要：利用在威远地区布设的40台宽频带流动地震仪记录的远震波形数据,提取了径向P波接收函数.接收函数中可以看到清晰的Moho面转换波,并且在此震相之前存在一组正负相间的震相.通过合成测试,判断负震相C2为沉积层基底的PpSs+PsPs震相.通过拾取C2震相的到时,与建模合成的接收函数进行对比,得到了研究区沉积层厚度的分布.正震相C1可能是沉积层基底PpPs震相或康拉德界面转换波.在这两种情况下,C1震相的到时随射线参数的变化趋势相反,前者表现为负斜率,后者表现为正斜率.利用这一特征,对各台站C1震相的成因进行了分析,威远背斜之外主要为正斜率,推断存在Conrad界面.然后通过H-κ叠加估计了研究区地壳厚度和平均波速比,并使用共转换点(CCP)叠加方法获得了研究区Moho面和壳内界面的起伏形态.结果显示,研究区沉积层厚度在3.0～7.0 km之间,威远背斜较薄,自贡台凹较厚;研究区地壳厚度40.9～49.2 km,平均约44.1 km,整体上表现出背斜区域厚,向斜等区域薄的特征.在背斜之外的区域,Conrad界面埋深大约为19 km.本文推断威远背斜上、下地壳在挤压环境下均发生增厚,上地壳顶部沉积盖层在隆升过程中遭受剥蚀,而下地壳得到了相对完整的保存.研究区波速比横向变化较大,在1.71～1.92之间,平均约1.79,与全球大陆平均值相同.研究区存在两个高波速比区(＞1.85),威远背斜东段与李家场褶皱交汇处可能存在小规模的地幔物质上涌;而自贡台凹在受到地壳顶部较厚沉积盖层影响的同时,中下地壳可能受到了川滇块体壳内热物质的影响,使地壳平均波速比明显增高.威远背斜核部和自流井背斜东南区域地壳平均波速比相对较低,其地壳成分可能主要为长英质或中性岩石.

    威远地区地壳厚度波速比Conrad界面

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    背景噪声频率-贝塞尔变换法研究厦门岛浅层S波速度结构

    李海艳陈晓非陈举庆蔡辉腾...
    2654-2667页
    查看更多>>摘要：为获取厦门岛浅层三维速度结构,本文使用福建省地震局于2019年布设的50个流动地震台站组成的密集台阵所记录到的垂向分量波形数据,计算背景噪声互相关,利用频率-贝塞尔变换(F-J)法提取子台阵的瑞利波相速度频散曲线进行反演,获取子台阵下方一维S波速度结构,并通过插值得到厦门岛4 km以内的三维S波速度模型.结果表明,整体上厦门岛S波速度随深度增加呈现递增趋势,在近地表处的横向不均匀性显著.0～1 km深度的S波速度大体上呈现"北高南低"的特征,与岩性分布有较好的对应关系.随着深度的递增,高低速特征分布逐渐呈现为连续性较好,近北东向展布的条带状.结合前人研究结果,本文推测这一现象与厦门岛岩层在不同时期受到挤压和拉张作用形成的褶皱和断裂相关,反映了厦门岛所经历的多次构造变动和岩浆侵入事件.垂向剖面的速度差明显区与研究区断裂带位置具有一定的对应关系.研究结果可为厦门岛的构造演化研究和地质灾害评估提供新的科学依据.

    背景噪声成像频率-贝塞尔变换法厦门岛浅层S波速度结构

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    基于热重力改正的接收函数与重力联合估计技术及福建地区的应用

    唐晗晗郭良辉李永华
    2668-2682页
    查看更多>>摘要：接收函数与重力联合估计技术是获取台站下方地壳厚度和波速比参数的一种有效手段,重力数据的引入可改善传统接收函数H-κ叠加法在壳内多次波信号不清晰时估计不准的问题.在大地热流较高的地区,热重力扰动成为布格重力异常的不可忽略的重要组成部分,此时常规接收函数与重力联合估计技术并不适用.本文给出基于热重力改正的接收函数与重力联合估计技术,通过热重力改正削弱热异常对重力数据的影响,同时采用接收函数Ps震相与重力数据的联合约束算法,避免多次波不清晰而引入误差的问题,实现高热流背景地区地壳厚度和波速比的有效估计.模型测试验证了本文技术的有效性和稳健性,给出了启动热重力改正的阈值(-10 mGal).典型高热流背景的福建地区实际数据应用结果表明,福建地区地壳向沿海地区减薄(约28 km),闽西和闽东南地区泊松比偏高(＞0.26),暗示其下方存在地壳减薄的同时伴随着幔源物质的底侵.

    热重力接收函数与重力联合估计福建地区地壳厚度波速比

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    方向性效应对2022年四川泸定Ms6.8地震主余震长周期地震动的影响

    张峻杰马强解全才林德昕...
    2683-2696页
    查看更多>>摘要：2022年四川泸定Ms6.8地震主震是一次较为典型的近垂直断层走滑型地震,为研究地震动强度的方向性效应,本文利用震中距100km范围内121台强震仪和地震烈度仪的加速度记录,与中国西南地区衰减模型的预测结果进行了对比,利用谱加速度残差的分布对长周期地震动进行了分析,并与两次震源机制不同的余震进行了对比.结果表明:泸定主震的方向性效应明显,在周期T=1.5～3 s,东南向的向前放大效应显著;在周期T=0.5～1.5 s,西北向的向后方向削弱效应显著;方向性效应在倾滑型的余震中没有明显体现;不同走滑型地震的方向性效应在不同周期体现不同,泸定主震在T=0.5～4 s的方向性效应较其他长周期段更大,对比2022年的马尔康系列地震和2016年日本熊本地震,前者分别集中在T=2 s和3～6 s,后者方向效应随周期增大而增大.

    震源机制长周期特性方向性效应泸定地震

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    利用远震面波估计凉山州地震综合观测钻孔应变仪的耦合系数

    王晓蕾薛兵朱小毅崔仁胜...
    2697-2711页
    查看更多>>摘要：分量钻孔应变观测中的耦合系数(A、B)对于定标应变观测量具有重要意义,本文通过中国地震科学实验场深井地震综合观测项目积累的地震仪与应变仪共点观测地震波资料,验证了钻孔应变观测面波标定方法的可行性.利用三个观测台站的多个远震记录,开展了多频点面波标定实验,所获取的耦合系数对比理论固体潮标定结果具有更好的稳定行和合理性.本文的研究结果表明,提高现有钻孔应变观测台站的采样率至不少于1 Hz,深入开展远震应变地震波和共点(或近场)地震仪的面波记录对比研究,有利于获取全频段的耦合系数结果,对于提高应变观测数据的准确度及其深入应用具有重要意义.

    分量式钻孔应变测量耦合系数面波标定方法

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    利用深度学习与物理特征预测仪器地震烈度

    郑周林彬华金星于伟恒...
    2712-2728页
    查看更多>>摘要：快速准确地预测记录台站的仪器地震烈度,并在地震预警过程中向潜在用户提供及时和准确的警报至关重要.本文提出了一种结合深度学习和物理参数特征的算法,用于更可靠地预测仪器地震烈度.收集并处理了 2001-2021年日本K-NET和KiK-net强震仪台网记录的3386次地震事件作为研究样本.对这些地震事件进行截取、基线校正、质量筛选等预处理,共得到25714条三通道地震波形.使用18000条地震记录(90％训练,10％验证)构建了一个窗长为3秒的仪器地震烈度预测模型(CNN-PP),并对7714条地震记录进行了测试.结果表明,CNN-PP模型在预测仪器地震烈度方面优于传统的单一特征参数方法.此外,离线震例测试结果显示,CNN-PP模型的报警成功率达到95.03％,没有出现误报情况,为解决地震预警仪器地震烈度的测定提供了一种潜在方法.

    地震预警仪器地震烈度深度学习卷积神经网络物理参数特征

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    日本海沟俯冲带海底地震动累积能量参数的条件预测模型

    张文斌胡进军胡磊
    2729-2743页
    查看更多>>摘要：阿里亚斯强度(IA)、累积绝对速度(CAV)和峰值地面加速度(PGA)已被广泛用作地震动强度的评价指标.为了研究海底地震动特征及其能量累积效应,采用日本海沟区域的138次浅地壳地震的2605组三分量记录、125次俯冲板内地震的2669组三分量记录和267次俯冲板间地震的5693组三分量记录来建立IA-PGA和CAV-PGA条件模型,并研究其对震级(Mw)、震源机制、断层距(Rrup)、海水深度(Dw)以及剪切波速(Vs)等于1.5 km • s-1的深度(D15)等解释变量的潜在依赖性.基于条件模型,建立了海域的IA和CAV地震动预测方程(GMPE).研究结果表明:各个解释变量对条件模型有着不同影响,震级为主要影响因素;震级对海域的能量累积效应影响较大,随着震级增大,能量累积效应越大.通过基于条件模型得到IA和CAV预测模型与现有陆域的IA和CAV模型进行了比较,在相同震级和距离下,海域的能量累积效应要大于陆域.本文提供了海域的从PGA估算IA、CAV的方法,能用于损伤预测和评估、地震预警(EEW)和海啸预警等.

    海域地震动预测方程条件模型阿里亚斯强度累积绝对速度S-net

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    祁连造山带中生代古地磁新结果及其地质意义

    谭金生王彬段亮孟庆任...
    2744-2760页
    查看更多>>摘要：祁连造山带位于青藏高原北部,保存了古特提斯洋和新特提斯洋关闭过程的远程构造响应记录.为了确定祁连造山带多期次构造响应事件的变形特征,本文在南祁连构造带天峻县中三叠世及北祁连构造带祁连县早白垩世地层中进行了详细的古地磁学及岩石磁学研究.实验结果显示,三叠纪样品分离出了稳定的高温特征剩磁并在样品水平下通过了倒转检验,白垩纪样品分离出的高温特征剩磁通过了褶皱检验.代表了岩石形成时的原生磁化,相对应的古地磁极为:(T2∶82.3°N,223.6°E,A95=4.8°;K,∶65.9°N,188.3°E,A95=6.2°).对比同时代阿拉善、华北古地磁数据表明:中三叠世之后,天峻地区相对于阿拉善参考极发生了 20.2士6.8.的顺时针旋转.早白垩世之后,祁连地区相对于华北参考极没有发生明显的块体旋转(0.3±8.6°).结合前人的研究成果,我们认为晚侏罗世-早白垩世拉萨/欧亚碰撞的远程效应造成祁连造山带东西两侧发生差异性构造缩短活动(西段以逆冲推覆构造缩短为主,东段以走滑活动为主),从而造成祁连整体发生顺时针旋转.早白垩世之后,祁连西段阿尔金断裂附近及东段西宁—兰州盆地发生区域性构造旋转,祁连主体以NE向构造缩短为主.

    中生代构造旋转祁连造山带古地磁学

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    采用非稳相偏振滤波的DAS-VSP数据P/S波分离方法及其应用

    王腾飞程玖兵孟涛曹中林...
    2761-2772页
    查看更多>>摘要：分布式光纤声学传感(DAS)因成本低、易布设以及高密度采样等优势正成为重要的地震观测技术,尤其是越来越多地与垂直地震剖面(VSP)结合,用于主动地震勘探或被动地震监测.DAS传感器通过感知弹性波场产生的轴向应变或应变速率来观测地震波场振动.然而,目前单分量DAS-VSP数据未完整地记录地下弹性波场的三维矢量振动信号,因此如何从中分离出P波或S波用于后续地震成像与参数反演是重要且很有挑战的课题.以弹性波传播理论为基础,本文根据P波和S波的频散关系估算接收点处各自的偏振方向,通过随频率和空间位置变化的偏振滤波实现DAS-VSP数据的P/S波分离.理论模型合成数据与东海实际DAS-VSP数据实验结果表明,该方法能有效地将P波和S波信号从单分量DAS-VSP数据中分离出来,可为后续纵横波速度反演、PP与PS波成像提供关键的数据预条件处理.

    分布式光纤声学传感(DAS)VSPP/S波分离偏振投影非稳相滤波

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