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利用接收函数研究渤海湾盆地区地壳上地幔结构

王洪聚  
【摘要】:自20世纪70年代以来,接收函数方法的理论不断发展和完善,已经成为利用远震记录研究地球深部结构的重要方法。本文介绍了接收函数的基础理论和近些年来的发展与应用,综合利用渤海湾盆地区目前最全面6条地震台阵测线数据,反演获得了该地区地壳上地幔结构,取得了一定的成果和认识: (1)以接收函数基本理论为基础,对渤海湾远震数据进行处理。从地震记录选取、滤波、P波截取、坐标转化等预处理,到频率域反褶积、时差校正、叠加,再到反演拟合,最后得到台站下方速度结构,本文对实际数据的处理流程进行详细的叙述与说明。对滤波参数选取、叠加效果分析和反演拟合等处理过程中出现的问题进行说明和解决。 (2)提取了003站至218站107个台站的接收函数,识别出P、Ps、PpPs等震相,其中Ps震相是只是Moho面的重要震相。总体说明山区接收函数波形简单,渤海湾盆地区接收函数十分复杂,许多台站Ps、PpPs很难识别,这与盆地区巨厚沉积层的影响有关。接收函数波形拟合效果山区明显好于盆地区。 (3)整个研究区内,地壳分层特征明显,具有较强的横向不均匀性。50 km深度内可分为沉积层、上地壳、中地壳、下地壳和上地幔5层。渤海湾盆地区与周围山区沉积层厚度存在明显差异,盆地区沉积层厚度明显大于周围山区;上地壳层与沉积层关系密切,台站下方上地壳层厚度和深度各有差异,与台站地形地貌以及地理位置有关;研究区中地壳层内出现明显的速度倒转现象,说明低速层的存在;盆地区下地壳层厚度明显小于周围山区,是地壳变薄的明显标志,与沉积层情况恰好相反。 (4)研究区内Moho面深度不一,最浅只有31 km,最深可达40 km以上,从山区到盆地区Moho面深度明显变浅,说明山区地壳厚度大于盆地区。整体上说,研究区内地壳结构的基本形态是西部厚、东部薄,山区厚、盆地薄,整体趋势由西北向东南方向逐渐减薄。晚中生代,华北地区地幔热活动剧烈,渤海湾盆地区地壳减薄是地幔物质上侵的结果。


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