富蕴—库尔勒宽频地震探测及深部构造

论文摘要

现代天山造山带是远离现今板块碰撞边界、于新生代隆升的规模巨大的陆内造山带之一。研究天山山脉的隆升地壳增厚的机制将为天山造山带的形成、演化研究及其对优势金属矿产资源形成与分布的控制作用提供岩石圈尺度的动力学依据。论文以国家重点基础研究发展规划项目（2001CB4098）第10课题“中亚型造山与成矿综合研究”的子课题,阿尔泰—库尔勒宽频天然地震探测数据为依据,以天然地震接收函数偏移成像方法为处理手段,对天山造山带的地壳和上地幔结构,尤其是莫霍面的空间详细结构,取得了一些新的认识,主要归纳为:1.通过分析地表低速层对接收函数的影响,本次研究根据L、Q、T坐标中Q分量零延迟时刻振幅应为零的特点,获得准确的远震P波近地表透射角。同时选择适合的滤波频带消除滤波对相位偏移的影响。并利用Kosarev （1999）的偏移思想在Matlab平台编写了程序。2.自新生代以来,印度板块与欧亚板块的碰撞,不仅造就了青藏高原,而且,对远离碰撞带的新疆天山的形成造成了巨大的影响。天山在南北两侧的推挤下,地壳与岩石圈发生褶皱、断裂、重叠和斜插的复杂状况,而且,阿尔泰山可能存在类似的情况。3.天山的Moho面加深、重叠等构造复杂段正是现代地震活动带,说明该段的构造活动还在继续进行着。天山的构造活动地段从深度看大致在100km以内。在100km深度之下岩石圈相对平缓,而且,向北岩石圈有向阿尔泰山下插的迹象。4.依据转换波界面或Moho面的间断推断出了若干条近垂直的断裂带,由于缺少更详细的深部地震资料。我们没有直接与地表断裂相连,主要表明了在岩石圈范围内的断裂状况。它们至少表明了各地段受力不均匀构造差异造成了Moho面、其它界面的不连续分布。5.与克拉玛依-库车剖面的宽频地震结果对比,我们可以看到,西天山更突出地显示了塔里木盆地高速物质向北天山深部的俯冲,准噶尔盆地的高速体以较大角度向南俯冲的特征,天山被抬升与此相应的构造影响范围达200km以上。可见,西天山的构造活动要大大强于本剖面段的构造活动。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 天山地区地壳上地幔研究意义
• 1.2 接收函数方法研究的现状
• 1.3 选题的实际项目和意义
• 1.4 论文研究的主要内容
• 2 研究区域地质地球物理研究背景
• 2.1 地震观测和地学断面工作
• 2.2 区域构造格局
• 2.2.1 地震活动性
• 2.2.2 新疆天山地区构造演化
• 2.2.3 研究区域地质构造运动
• 2.2.4 地体、板块边界与断裂构造
• 2.2.5 岩浆活动与成矿作用
• 2.3 区域地球物理场特征
• 2.3.1 区域重力场特征
• 2.3.2 区域航磁场特征
• 3 接收函数理论及其方法进展
• 3.1 接收函数理论
• 3.1.1 接收函数思想
• 3.1.2 接收函数方法原理
• 3.2 接收函数的提取
• 3.2.1 近垂直入射角接收函数的计算
• 3.2.2 一般入射角坐标系的转换
• 3.3 接收函数的分辨率和影响因素
• 3.3.1 接收函数的分辨率
• 3.3.2 倾斜界面的影响
• 3.3.3 近地表低速层的影响
• 3.3.4 震中距离的影响
• 3.4 接收函数的研究现状
• 3.4.1 接收函数的反演
• 3.4.2 接收函数的偏移叠加
• 3.4.3 各向异性和散射源分析
• 3.4.4 接收函数与其它方法的对比验证
• 3.5 若干具体问题的分析
• 3.5.1 Moho 面的复杂结构
• 3.5.2 410km 和660km 深度上的界面特征
• 3.6 接收函数方法的展望
• 4 数据采集和接收函数提取
• 4.1 数据采集
• 4.1.1 工作概况
• 4.1.2 测点和观测系统
• 4.2 数据准备、挑选和预处理
• 4.3 接收函数的提取
• 4.3.1 理想情况下的坐标系旋转归位和转换处理
• 4.3.2 实际观测数据的坐标系旋转归位和转换处理
• 4.3.3 频率域反褶积
• 4.4 接收函数分析
• 5 接收函数的偏移成像
• 5.1 接收函数的偏移成像
• 5.1.1 偏移成像方法
• 5.1.2 偏移模型选择
• 5.2 偏移成像主要结果和解释
• 5.2.1 Moho 面深度变化
• 5.2.2 壳内结构以及深部断裂特征
• 5.2.3 关于Moho 面复杂结构的讨论
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录