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ISSN 0253-3782 CN 11-2021/P

利用区域地震体波走时评价华北地区三维地壳速度结构模型

王耀 姚华建 房立华 吴建平

引用本文: 王耀, 姚华建, 房立华, 吴建平. 2019. 利用区域地震体波走时评价华北地区三维地壳速度结构模型. 地震学报, 41(2): 139-154. doi: 10.11939/jass.20180057 shu
Citation:  Wang Yao, Yao Huajian, Fang Lihua, Wu Jianping. 2019. Evaluation of 3D crustal velocity models in North China using regional earthquake travel time data. Acta Seismologica Sinica41(2): 139-154. doi: 10.11939/jass.20180057 shu

利用区域地震体波走时评价华北地区三维地壳速度结构模型

    通讯作者: 姚华建, hjyao@ustc.edu.cn
摘要: 本研究利用国家地震台网131个地震台站2009—2016年记录的1 749次近震的初至P波和S波走时数据,与采用快速行进方法正演计算得到的华北地区4个三维地壳速度模型对应的走时数据进行对比,通过统计分析的方法,评价这4个速度模型与真实地下结构的近似程度。结果表明:4个速度模型在大范围内存在较高的一致性,在整个研究区内(111°E—119.5°E,37°N—42°N),Shen等的模型(简称“S模型”)相对优于Fang等的模型(简称“F模型”)和Duan等的模型(简称“D模型”),Laske等的Crust1.0模型(简称“C模型”)相对较差。我们认为该结果与上述几个模型所使用的数据及其分辨率有关。对于研究区域内的构造单元,D模型在燕山褶皱带西南部、太行山山前构造带西北部和沧县隆起区表现较好,F模型在太行山隆起区中部、沧县隆起北部、黄骅凹陷区和燕山褶皱带表现较好,S模型在西部地块、山西凹陷区、太行山山前构造带和冀中凹陷区表现较好,C模型无明显连片表现较好区域。

English

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  • 图 1  研究区地貌及主要构造单元分布图

    Figure 1.  Sketch map of topography and main tectonic units in the studied region

    图 2  研究区域内台站和地震事件分布图(a)、地震事件深度(b)及震级(c)统计分布图

    Figure 2.  Station and earthquake distribution map (a),earthquake depth histogram (b) and earthquake magnitude histogram (c)

    图 3  四个速度模型深度剖面对比

    Figure 3.  Comparison of velocity cross-sections of the four models

    图 4  四个模型15 km深度处vP (a)和vS (b)对比

    Figure 4.  Comparison of vP (a) and vS (b) at the depth of 15 km for the four models

    图 5  YAZBJ台站接收到的P波和S波走时事件分布图

    Figure 5.  Distribution of P-wave and S-wave travel time data recorded at the station YAZBJ

    图 6  YAZBJ台站接收到的P波(a)和S波(b)走时拟合差值统计分布图

    Figure 6.  The statistical distribution of travel time difference for the P wave (a) and S wave (b) of the station YAZBJ

    图 7  研究区域内各台站P波平均走时拟合差值分布图(a)和统计分布图(b)

    Figure 7.  Distribution maps (a) and histograms (b) of the P-wave average travel time difference for stations in the studied area

    图 8  研究区域内各台站S波平均走时拟合差值分布图(a)和统计分布图(b)

    Figure 8.  Distribution maps (a) and histograms (b) of the S-wave average travel time difference for stations in the studied area

    图 9  DAGTJ台站(a)和WUQTJ台站(b)所记录到的P波和S波走时事件分布图

    Figure 9.  Distribution of P- and S-wave travel times recorded at the stations DAGTJ (a) and WUQTJ (b)

    图 10  S模型下DAGTJ台站和WUQTJ台站接收到的P波(a)和S波(b)走时拟合差值统计分布图

    Figure 10.  Histograms of travel time difference of P-wave (a) and S-wave (b) using the S model recorded at the stations DAGTJ and WUQTJ

    图 11  S模型下太行山山前造山带附近台站接收东部地块(a)和非东部地块(b)事件P波走时拟合差值分布图(左)和统计分布图(右)

    Figure 11.  Distribution maps (left panels) and histograms (right panels) of travel time difference for P-wave travel time from events in eastern blocks (a) and non-eastern blocks (b) recorded at stations around the Taihangshan foreland tectonic belt

    模型P波平均走时拟合差值最小台站个数占比(P波)S波平均走时拟合差值最小台站个数占比(S波)
    D2720.61%3022.90%
    F3627.48%2922.14%
    S5844.27%6146.56%
    C107.63%118.40%
    合计131100%131100%

    表 1  不同模型实测初至波到时与理论初至波到时平均拟合差值最小的台站个数统计表

    Table 1.  The statistical table of station number with the smallest average difference between the observed and theoretical first arrival time for different models

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    模型P波平均走时拟合差值最小台站个数占比(P波)S波平均走时拟合差值最小台站个数占比(S波)
    D18.33%325.00%
    F433.33%216.67%
    S541.67%758.33%
    C216.67%00
    合计12100%12100%

    表 2  西部地块实测初至波到时与不同模型理论初至波到时平均拟合差值最小的台站个数统计表

    Table 2.  The statistical station number with the smallest average difference between the observed and the theoretical first arrival time for different models in the western blocks

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    模型P波平均走时拟合差值最小台站个数占比(P波)S波平均走时拟合差值最小台站个数占比(S波)
    D520%936%
    F624%520%
    S1352%1144%
    C14%00
    合计25100%25100%

    表 3  中部造山带实测初至波到时与理论初至波到时平均拟合差值最小的台站个数统计分布表

    Table 3.  The statistical station number with the smallest average difference between the observed and the theoretical first arrival time for different models in the central orogenic belt

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    模型P波平均走时拟合差值最小台站个数占比(P波)S波平均走时拟合差值最小台站个数占比(S波)
    D2122.34%1819.15%
    F2627.66%2223.40%
    S4042.55%4345.74%
    C77.45%711.70%
    合计94100%94100%

    表 4  东部地块实测初至波到时与理论初至波到时平均拟合差值最小的台站个数统计分布表

    Table 4.  The statistical station number with the smallest average difference between the observed and the theoretical first arrival time for different models in the eastern blocks

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  • 通讯作者:  姚华建, hjyao@ustc.edu.cn
  • 收稿日期:  2018-04-24
  • 录用日期:  2018-06-01
  • 网络出版日期:  2019-03-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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