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三维Q值层析成像

惠少兴  
【摘要】:地球介质Q值是地球内部物质成分、晶体结构和物态、温度、物质流动等重要信息的反映,是温度和相变所致晶体结构变化的一个敏感指标。Q值研究已经成为了解地球内部结构及其动力环境的重要途径之一。 论文以甘肃东南部及其邻近地区为研究区域,应用甘东南流动台阵记录的丰富微震资料,对每个地震波形资料进行震相识别,获得Pg和Sg震相波形。共处理3273个地震,65486个P波震相和57839个S波震相,分别计算得到震源-台站路径上的总Q值。以其Q值为“观测值”,结合射线追踪获得的三维分块模型走时T矩阵,用阻尼最小二乘法完成三维Q值反演计算,得到不同频率的P波和S波三维Q值分布。在25km深度以上,大部分区域射线较多(5条以上),分辨较好。整个计算过程中,严格消除了几何衰减系数、反射透射系数和震源函数中Ω0参数等对计算的影响,该方法对P波是严谨的,而S波所涉及的场地响应采用Nakamura法获取。 研究结果表明:1、Q值分布:在下地壳顶部(25km左右)迭部县周边Q值相对较低,低Q值向东或东北浅部延伸分布,形如翘舌状,这与“Channel-flow”的观点基本吻合。西秦岭北缘断裂两侧Q值分布差异明显,反映了地震波通过断裂时的变化。10km-25km深度范围内,武山县以南局部区域Q值相对较低,可能是由于该区多温泉分布,来自壳-幔的热物质上涌。广元-青川一带由于地震活动频繁,Q值相对较低;2、地震深度与Q值分布:多数地震条带两侧Q值分布存在差异,Q值相对较低或者陡变区地震比较密集;3、剖面速度和Q值分布:两者具有一致的分布形态。速度存在明显差异的地方,Q值差异也明显,进一步说明Q值和速度均是对深部结构的反映。 论文的创新点和研究成果:1、改进了Q值计算方法,提高了Q值计算精度.并编制了相应计算程序;2、利用密集流动台阵资料首次获得了甘东南区域P和S波的三维Q值结构。


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