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利用密集台阵研究宾川沉积层及地壳结构

孙天为  
【摘要】:宾川盆地位于中国云南省西部,处于程海-宾川断裂和红河断裂的交汇处,并由程海断裂主控发育。盆地内分布有多条“帚状”断裂,地震活动强烈。盆地的低速沉积层对于地震波有放大效应,会增大地震灾害的破坏力。同时宾川盆地作为滇西北地区的第二大盆地,聚集了宾川、宾居、州城等人口聚集区。因此,对宾川盆地结构进行研究有助于评估当地的地震灾害,以及快速做好防震抗震准备具有非常重要的意义。自上个世纪80年代以来,在滇西北地区开展了一系列研究,但限于以往研究中观测系统的稀疏,对宾川盆地及其所在的程海-宾川断裂与红河断裂北段都没有形成较好的约束。现有宾川地区地下结构的研究程度与其地震活动和减灾需求存在着严重的不匹配。为研究宾川盆地附近地壳及盆地的精细结构,我们于2017年开展了短周期密集观测实验。实验观测系统由一个密集台阵和一条测线组成,共布设了 510个3分量短周期地震台。其中密集台阵覆盖宾川盆地,共381个台;测线北起宁蒗南至云县,与2012年宽角反射-折射测线重合,共129个台。利用此次实验数据,本文对宾川的盆地沉积层结构及宁蒗至云县下方地壳结构进行了研究,得到了以下主要结论:1.利用背景噪声功率谱的概率密度函数,对宾川密集台阵的Z分量背景噪声水平进行了评估和分析,结果显示0.1 s-2 Hz频带范围台站总体噪声水平总体低于全球高噪声模型,但在2-10Hz频段存在一个异常的峰值,通过分析解释为盆地对背景噪声的放大导致,且放大的峰值频率为3.5 Hz。2.利用噪声H/N方法和远震P波到时差方法,对宾川盆地沉积层结构进行了分析和研究。发现宾川盆地沉积物集中在宾川及宾居凹陷,其沉积层的厚度分别为~600m和~900m,与地质调查结果一致。3.利用接收函数方法,对宁蒗-云县测线下方的地壳结构进行了分析和研究。结果显示:(1)宁蒗-云县测线下方莫霍面埋深南深北浅。其中,永胜下方地壳厚度为~50km,宾川下方为~43km,和云县下方为~40km。(2)红河断裂两侧的波速比存在着明显的差异。其中,在红河断裂北部的波速比为~1.75,而南部逐渐降低到~1.63,进一步证明了红河断裂为一条构造边界。(3)与宁蒗-云县地震宽角折射反射研究结果一致,红河断裂在与测线相交处两侧莫霍面埋深没有明显变化,缺乏判断其为超壳断裂的直接证据,其原因可能与测线与红河断裂交汇处为红河断裂北部端点有关,也证明了红河断裂在不同区段存在较大差异。


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