基于时间项反演的芦山震区基底结构研究
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摘要
四川省芦山县境内发生地震以后,中国地震局部署芦山地震科考,沿宜宾―芦山―金川线布设一条长400 km的人工地震宽角反射/折射和高分辨地震折射综合探测剖面,沿剖面进行了8次吨级以上人工爆破激发。根据获得的Pg波数据资料,利用时间项方法对沿线8炮Pg波走时进行反演,沿线不同区段取地壳顶部上覆介质相应的平均速度值,经反演得到了沿剖面各点深度值,给出了震区两侧下方沿剖面结晶基底起伏变化特征。研究结果表明:剖面东南段的盆地地区(50~250 km桩号)基底埋藏较深(地表以下约3~5 km),覆盖层较厚;进入隆起区(250~450 km桩号)结晶基底埋深逐渐减小,变化在0~3 km,沿剖面的多个位置基底埋深都出现了不同程度突然抬升或下降,基底界面变化与已知断裂位置相互对应。
Earthquake with MS7. 0 hit Lushan county at 8:02 a. m.,April 20 th. According to the scientific research plan of Lushan earthquake conducted by China Earthquake Administration,an artificial source deep seismic comprehensive profiling of wide angle reflection / refraction,which was450 km,was set up along Leshan ― Lushan ― Xiaojin line,accomplishing 8-time seismic wave explosions of artificial explosive source. Based on the acquired data of Pg wave,using time-term method to perform inversion when Pg wave started from 8 explosions along the line. Writers took the corresponding average velocity value of medium covering on the top of crust from different sections and obtained the depth value of each point along the profile by inversion method,then provided the distribution of buried depths of crystalline basement along the profile in Lushan earthquake region. The results illustrated that medium covering crystalline basement in the basin area( Stake number 50 ~250 km) is thicker,about 3 ~ 5 km below the surface. Entering uplift area( Stake number 250 ~450 km) the buried depths of the crystalline basement were gradually decreasing,ranging from 0 ~3 km. The buried depths of the basement in multiple positions along the profile appeared different degrees of sudden rises or falls. The inter-facial changes of the basement corresponded to the known fracture locations.
Earthquake with MS7. 0 hit Lushan county at 8:02 a. m.,April 20 th. According to the scientific research plan of Lushan earthquake conducted by China Earthquake Administration,an artificial source deep seismic comprehensive profiling of wide angle reflection / refraction,which was450 km,was set up along Leshan ― Lushan ― Xiaojin line,accomplishing 8-time seismic wave explosions of artificial explosive source. Based on the acquired data of Pg wave,using time-term method to perform inversion when Pg wave started from 8 explosions along the line. Writers took the corresponding average velocity value of medium covering on the top of crust from different sections and obtained the depth value of each point along the profile by inversion method,then provided the distribution of buried depths of crystalline basement along the profile in Lushan earthquake region. The results illustrated that medium covering crystalline basement in the basin area( Stake number 50 ~250 km) is thicker,about 3 ~ 5 km below the surface. Entering uplift area( Stake number 250 ~450 km) the buried depths of the crystalline basement were gradually decreasing,ranging from 0 ~3 km. The buried depths of the basement in multiple positions along the profile appeared different degrees of sudden rises or falls. The inter-facial changes of the basement corresponded to the known fracture locations.
引文
[1]赵博,高原,黄志斌,等.四川芦山MS7.0地震余震序列双差定位、震源机制及应力场反演[J].地球物理学报,2013,56(10):3 385-3 395.
[2]赵翠萍,周连庆,陈章立.2013年四川芦山MS7.0级地震震源破裂过程及其构造意义[J].科学通报,2013,58(20):1 894-1 900.
[3]缪淼,朱守彪.2013年芦山MS7.0地震产生的静态库仑应力变化及其对余震空间分布的影响[J].地震学报,2013,35(5):619-631.
[4]颜照坤,李勇,赵国华,等.从龙门山地质地貌分段性探讨芦山地震与汶川地震的关系[J].自然杂志,2014,36(1):51-58.
[5]陈国光,计凤桔,周荣军,等.龙门山断裂带第四纪活动性分段的初步研究[J].地震地质,2007,29(3):657-673.
[6]徐锡伟,陈桂华,于贵华,等.芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论[J].地学前缘,2013,20(3):11-20.
[7]王卫民,郝金来,姚振兴.2013年4月20日四川芦山地震震源破裂过程反演初步结果[J].地球物理学报,2013,56(4):1 412-1 417.
[8]詹艳,赵国泽,UNSWORTH Martyn,等.龙门山断裂带西南段4·20芦山7.0级地震区的深部结构与孕震环境[J].科学通报,2013,580(20):1 917-1 924.
[9]王杰.南北地震带中段三层次构造模式及地震前兆监测[D].武汉:中国武汉大学,2014:106.
[10]孟宪纲,朱文武,沈宪兴,等.芦山MS7.0级地震与龙门山断裂带的活动性[J].华北地震科学,2014,32(2):1-6.
[11]张红艳,谢富仁,崔效锋.四川芦山地震区域构造环境与构造应力场特征[J].地球科学与环境学报,2013,35(2):99-106.
[12]李敬波,李勇,周荣军,等.龙门山南段前缘地区活褶皱―逆断层运动学机制——以芦山地震为例[J].地震工程学报,2015,37(1):202-212.
[13]沈旭章.四川芦山7.0地震和汶川8.0地震震源区地壳岩石圈变形特征分析[J].地球物理学报,2013,569(6):1 895-1 903.
[14]陈立春,冉勇康,王虎,等.芦山地震与龙门山断裂带南段活动性[J].科学通报,2013,58(20):1 925-1 932.
[15]王椿镛,常利军,苏伟,等.青藏高原东部及其邻区力学耦合的岩石圈变形模式[J].地学前缘,2008,15(6):208-218.
[16]王帅军,王夫运,张建狮,等.利用宽角反射/折射地震剖面揭示芦山MS7.0地震震区深部孕震环境[J].地球物理学报,2015,58(9):3 193-3 204.
[17]徐涛,张明辉,田小波,等.丽江清镇剖面上地壳速度结构及其与鲁甸MS6.5级地震孕震环境的关系[J].地球物理学报,2014,57(9):3 069-3 079.
[18]徐涛,徐果明,高尔根,等.三维复杂介质的块状建模和试射射线追踪[J].地球物理学报,2004,47(6):1 118-1 126.
[19]韦伟,孙若昧,石耀霖.青藏高原东南缘地震层析成像及汶川地震成因探讨[J].中国科学(D辑:地球科学),2010,40(7):831-839.
[20]张永谦,王谦身,滕吉文.川西藏东地区的地壳均衡异常及其与地震分布的关系[J].地球物理学报,2010,53(11):2 631-2 638.
[21]邓起东,陈社发,赵小麟.龙门山及其邻区的构造和地震活动及动力学[J].地震地质,1994,16(4):389-403.
[22]陈国光,计凤桔,周荣军,等.龙门山断裂带第四纪活动性分段的初步研究[J].地震地质,2007,29(3):657-673.
[23]陈运泰,杨智嫌,张勇,等.从汶川地震到芦山地震[J].中国科学(D辑:地球科学),2013,43(6):1 064-1 072.
[24]杨晓平,冯希杰,戈天勇,等.龙门山断裂带北段第四纪活动的地质地貌证据[J].地震地质,2008,30(3):644-657.
[25]颜照坤,李勇,赵国华,等.从龙门山地质地貌分段性探讨芦山地震与汶川地震的关系[J].自然杂志,2014,36(1):51-58.
[26]高原,王琼,赵博.龙门山断裂带中南段的一个破裂空段——芦山地震的震后效应[J].中国科学(D辑:地球科学),2013,43(6):1 038-1 046.
[27]刘建波,田山,张磊.芦山7.0级地震前的地电场异常研究[J].四川地震,2014,(2):26-33.
[28]安张辉,杜学彬,范莹莹,等.2013年芦山MS7.0地震前地电场变化特征研究[J].地震学报,2015,35(1):91-99.
[29]祝意青,闻学泽,孙和平,等.2013年四川芦山MS7.0地震前的重力变化[J].地球物理学报,2013,56(6):1 887-1 894.
[30]姜磊,李德庆,徐志萍,等.芦山MS7.0地震震前GRACE卫星时变重力场特征研究[J].地震学报,2014,36(1):84-94.
[31]郝洪涛,李辉,胡敏章,等.芦山地震科学考察观测到的重力变化[J].大地测量与地球动力学,2015,35(2):331-341.
[32]罗艳,赵里,曾祥方.芦山地震序列震源机制及其构造应力场空间变化[J].中国科学(D辑:地球科学),2015,45(4):538-550.
[33]张红艳,谢富仁,崔效锋.四川芦山地震区域构造环境与构造应力场特征[J].地球科学与环境学报,2013,35(2):99-106.
[34]单斌,熊熊,郑勇,等.2013年芦山地震导致的周边断层应力变化及其与2008年汶川地震的关系[J].中国科学(D辑:地球科学),2013,43(6):1 002-1 009.
[35]滕吉文,阮小敏,张永谦,等.青藏高原地壳与上地幔成层速度结构与深部层间物质的运移轨迹[J].岩石学报,2012,28(12):4 077-4 100.
[36]李志伟,胥颐,黄润秋,等.龙门山地区的P波速度结构与汶川地震的深部构造特征[J].中国科学(D辑:地球科学),2011,41(3),283-290.
[37]李大虎,吴萍萍,丁志峰.四川芦山MS7.0地震震源区及其周边区域P波三维速度结构研究[J].地震学报,2015,37(3):371-385.
[38]Scheidegger A E,Willmore P L.The use of least squares method for the interpretation of data from seismic surveys[J].Geophys,1957,22:9-22.
[39]陈颙,陈运泰.晋中南地区地壳结构的初步研究[J].地球物理学报,1974,17(3):186-199.
[40]Willmore P L,Bancroft A M.The time term approach to refraction seismology[J].Geophy.J.R.Astr.Soc.,1960,3:419-432.
[41]潘素珍,张先康,杨卓欣,等.长白山天池火山区长白―敦化剖面结晶基底的探测和研究[J].地震研究,2003,26(3):271-274.
[42]Bamford D.Mozaic time-term analysis[J].Geophy.J.R.astr.Soc.,1976,44:433-446.
[2]赵翠萍,周连庆,陈章立.2013年四川芦山MS7.0级地震震源破裂过程及其构造意义[J].科学通报,2013,58(20):1 894-1 900.
[3]缪淼,朱守彪.2013年芦山MS7.0地震产生的静态库仑应力变化及其对余震空间分布的影响[J].地震学报,2013,35(5):619-631.
[4]颜照坤,李勇,赵国华,等.从龙门山地质地貌分段性探讨芦山地震与汶川地震的关系[J].自然杂志,2014,36(1):51-58.
[5]陈国光,计凤桔,周荣军,等.龙门山断裂带第四纪活动性分段的初步研究[J].地震地质,2007,29(3):657-673.
[6]徐锡伟,陈桂华,于贵华,等.芦山地震发震构造及其与汶川地震关系讨论[J].地学前缘,2013,20(3):11-20.
[7]王卫民,郝金来,姚振兴.2013年4月20日四川芦山地震震源破裂过程反演初步结果[J].地球物理学报,2013,56(4):1 412-1 417.
[8]詹艳,赵国泽,UNSWORTH Martyn,等.龙门山断裂带西南段4·20芦山7.0级地震区的深部结构与孕震环境[J].科学通报,2013,580(20):1 917-1 924.
[9]王杰.南北地震带中段三层次构造模式及地震前兆监测[D].武汉:中国武汉大学,2014:106.
[10]孟宪纲,朱文武,沈宪兴,等.芦山MS7.0级地震与龙门山断裂带的活动性[J].华北地震科学,2014,32(2):1-6.
[11]张红艳,谢富仁,崔效锋.四川芦山地震区域构造环境与构造应力场特征[J].地球科学与环境学报,2013,35(2):99-106.
[12]李敬波,李勇,周荣军,等.龙门山南段前缘地区活褶皱―逆断层运动学机制——以芦山地震为例[J].地震工程学报,2015,37(1):202-212.
[13]沈旭章.四川芦山7.0地震和汶川8.0地震震源区地壳岩石圈变形特征分析[J].地球物理学报,2013,569(6):1 895-1 903.
[14]陈立春,冉勇康,王虎,等.芦山地震与龙门山断裂带南段活动性[J].科学通报,2013,58(20):1 925-1 932.
[15]王椿镛,常利军,苏伟,等.青藏高原东部及其邻区力学耦合的岩石圈变形模式[J].地学前缘,2008,15(6):208-218.
[16]王帅军,王夫运,张建狮,等.利用宽角反射/折射地震剖面揭示芦山MS7.0地震震区深部孕震环境[J].地球物理学报,2015,58(9):3 193-3 204.
[17]徐涛,张明辉,田小波,等.丽江清镇剖面上地壳速度结构及其与鲁甸MS6.5级地震孕震环境的关系[J].地球物理学报,2014,57(9):3 069-3 079.
[18]徐涛,徐果明,高尔根,等.三维复杂介质的块状建模和试射射线追踪[J].地球物理学报,2004,47(6):1 118-1 126.
[19]韦伟,孙若昧,石耀霖.青藏高原东南缘地震层析成像及汶川地震成因探讨[J].中国科学(D辑:地球科学),2010,40(7):831-839.
[20]张永谦,王谦身,滕吉文.川西藏东地区的地壳均衡异常及其与地震分布的关系[J].地球物理学报,2010,53(11):2 631-2 638.
[21]邓起东,陈社发,赵小麟.龙门山及其邻区的构造和地震活动及动力学[J].地震地质,1994,16(4):389-403.
[22]陈国光,计凤桔,周荣军,等.龙门山断裂带第四纪活动性分段的初步研究[J].地震地质,2007,29(3):657-673.
[23]陈运泰,杨智嫌,张勇,等.从汶川地震到芦山地震[J].中国科学(D辑:地球科学),2013,43(6):1 064-1 072.
[24]杨晓平,冯希杰,戈天勇,等.龙门山断裂带北段第四纪活动的地质地貌证据[J].地震地质,2008,30(3):644-657.
[25]颜照坤,李勇,赵国华,等.从龙门山地质地貌分段性探讨芦山地震与汶川地震的关系[J].自然杂志,2014,36(1):51-58.
[26]高原,王琼,赵博.龙门山断裂带中南段的一个破裂空段——芦山地震的震后效应[J].中国科学(D辑:地球科学),2013,43(6):1 038-1 046.
[27]刘建波,田山,张磊.芦山7.0级地震前的地电场异常研究[J].四川地震,2014,(2):26-33.
[28]安张辉,杜学彬,范莹莹,等.2013年芦山MS7.0地震前地电场变化特征研究[J].地震学报,2015,35(1):91-99.
[29]祝意青,闻学泽,孙和平,等.2013年四川芦山MS7.0地震前的重力变化[J].地球物理学报,2013,56(6):1 887-1 894.
[30]姜磊,李德庆,徐志萍,等.芦山MS7.0地震震前GRACE卫星时变重力场特征研究[J].地震学报,2014,36(1):84-94.
[31]郝洪涛,李辉,胡敏章,等.芦山地震科学考察观测到的重力变化[J].大地测量与地球动力学,2015,35(2):331-341.
[32]罗艳,赵里,曾祥方.芦山地震序列震源机制及其构造应力场空间变化[J].中国科学(D辑:地球科学),2015,45(4):538-550.
[33]张红艳,谢富仁,崔效锋.四川芦山地震区域构造环境与构造应力场特征[J].地球科学与环境学报,2013,35(2):99-106.
[34]单斌,熊熊,郑勇,等.2013年芦山地震导致的周边断层应力变化及其与2008年汶川地震的关系[J].中国科学(D辑:地球科学),2013,43(6):1 002-1 009.
[35]滕吉文,阮小敏,张永谦,等.青藏高原地壳与上地幔成层速度结构与深部层间物质的运移轨迹[J].岩石学报,2012,28(12):4 077-4 100.
[36]李志伟,胥颐,黄润秋,等.龙门山地区的P波速度结构与汶川地震的深部构造特征[J].中国科学(D辑:地球科学),2011,41(3),283-290.
[37]李大虎,吴萍萍,丁志峰.四川芦山MS7.0地震震源区及其周边区域P波三维速度结构研究[J].地震学报,2015,37(3):371-385.
[38]Scheidegger A E,Willmore P L.The use of least squares method for the interpretation of data from seismic surveys[J].Geophys,1957,22:9-22.
[39]陈颙,陈运泰.晋中南地区地壳结构的初步研究[J].地球物理学报,1974,17(3):186-199.
[40]Willmore P L,Bancroft A M.The time term approach to refraction seismology[J].Geophy.J.R.Astr.Soc.,1960,3:419-432.
[41]潘素珍,张先康,杨卓欣,等.长白山天池火山区长白―敦化剖面结晶基底的探测和研究[J].地震研究,2003,26(3):271-274.
[42]Bamford D.Mozaic time-term analysis[J].Geophy.J.R.astr.Soc.,1976,44:433-446.