青藏高原東北緣地殼結構的地震波形反演研究

《青藏高原東北緣地殼結構的地震波形反演研究》是依託北京大學，由王彥賓擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：青藏高原東北緣地殼結構的地震波形反演研究
• 項目負責人：王彥賓
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

2007年7月至今，項目依託單位在青藏高原東北緣先後布設了54台流動寬頻帶地震儀，獲得了大量流動地震觀測資料，填補了一些觀測空白區域，基於這些資料和研究區內79個寬頻帶數字固定地震台站提供的資料，利用三分量全波形反演方法，研究青藏高原東北緣各個塊體以及過渡帶的分區地殼精細結構。完善申請人已經開發的各向異性介質全波場正演方法，使之適宜於高效率、高精度模擬各向異性地球介質中的近震和區域地震波場。對於研究區內觀測資料顯示存在各向異性的塊體，通過全波形反演，研究各向異性分層速度結構、層厚、各向異性強度。通過上述研究，填補一些以前觀測資料欠缺地區的研究結果空白，為青藏高原東北緣各個塊體之間的相互作用方式、青藏塊體地殼增厚、塊體隆升的地殼動力學機制、青藏高原東北緣物質側向流動的動力學機制研究提供新的地震學證據。促進該地區地殼動力學、強震發生機理、青藏高原動力學等方面的研究。

結題摘要

青藏高原東北緣位於多個活動塊體交匯地區，研究該地區各個塊體的地殼精細結構，有助於進一步理解青藏塊體與周邊塊體之間的相互作用方式、青藏塊體地殼增厚、塊體隆升的地殼動力學機制。本項目利用依託單位在青藏高原布設的流動寬頻帶地震儀以及研究區內固定地震台站獲得的觀測資料，採用三分量全波形反演方法，研究青藏高原東北緣各個塊體以及過渡帶的分區地殼精細結構及其各向異性特徵。研究取得的主要成果包括：（1）成功利用甘肅、青海區域固定地震台網所記錄的2013年7月22日甘肅省岷縣地震Ms5.6級餘震的波形資料，基於我們所發展的地震波形反演方法，得到了研究區內青藏高原東北緣以及相鄰地區的地殼速度結構。（2）為了提高波形反演的收斂速度與精度，我們嘗試首次將近年來在其它領域出現的煙花算法套用於區域地震波形反演，並成功套用於上述青藏高原東北緣分區地殼速度結構反演。（3）利用2008年8月1日汶川地震餘震在同仁台的三分量記錄開展研究，採用橫向各向同性介質近似其結構，通過三分量波形擬合給出了青藏高原東北緣地殼各向異性速度結構。這一新的結果提供了青藏高原東北緣存在地殼介質各向異性的證據，並且初步估計在同仁台到震源的方位上SH波速比SV波速慢4.4%。（4）依託單位北京大學在柴達木盆地周圍布設的流動地震觀測台陣，記錄了2008年11月10日發生的一個Mw=6.3級地震，彌補了該地區固定台站稀疏的缺點，我們利用這些資料開展了柴達木盆地地殼結構的區域地震波形反演，獲得了三個分區的地殼速度結構，為該地區地殼結構研究提供了新的地震學證據。（5）我們將課題組開發的基於小生境遺傳算法和反射率方法的區域地殼速度結構波形反演方法推廣到海底洋殼的速度結構反演，基於理論模型測試了方法的有效性。該方法為研究程度較低的海底洋殼結構波形反演提供了有益參考。（6）我們將以往課題組基於PC集群系統的偽譜與高階有限差分混合併行方法擴展到GPU系統，實現了基於CUDA平台的混合方法二維地震波場模擬。將PC集群系統上運行的並行算法套用於二維全地球模型SH波傳播數值模擬，提高了其計算效率。（7）利用課題組開發的偽譜與高階有限差分混合方法，通過數值模型開展了表層沉積層特性對地震地面運動的影響研究，以及橫向非均勻全月球模型中P-SV波傳播數值計算研究。