陳貴美， 楊 選，何璟琳，胡文灼

(1.廣東省地震局，廣東 廣州 510070；2.中國(guó)地震局地震監(jiān)測(cè)與減災(zāi)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510070；3.廣東省地震預(yù)警與重大工程安全診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （籌），廣東 廣州 510070）

廣東地區(qū)地殼地震波速不均勻性研究

陳貴美1，2，3， 楊 選1，2，3，何璟琳1，2，3，胡文灼1，2，3

(1.廣東省地震局，廣東 廣州 510070；2.中國(guó)地震局地震監(jiān)測(cè)與減災(zāi)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510070；3.廣東省地震預(yù)警與重大工程安全診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （籌），廣東 廣州 510070）

利用廣東 “十五”區(qū)域測(cè)震臺(tái)網(wǎng)自2007年以來的324個(gè)地震的直達(dá)Pg波及繞射Pn波（共8821個(gè)）走時(shí)資料，采用遺傳算法在廣東省范圍內(nèi)聯(lián)合反演獲得走時(shí)殘差最小的整個(gè)研究區(qū)的一維速度結(jié)構(gòu) （水平分層），以及上述324個(gè)地震的發(fā)震時(shí)刻和震源位置。在此基礎(chǔ)上，縮小范圍，同時(shí)考慮到地震臺(tái)站和震中分布的實(shí)際情況，將整個(gè)研究區(qū)域分成7個(gè)小區(qū)，對(duì)每個(gè)小區(qū)域內(nèi)傳播的射線再次進(jìn)行擬合迭代獲得該小分區(qū)內(nèi)走時(shí)殘差最小的反演結(jié)果，最后通過對(duì)不同分區(qū)速度結(jié)構(gòu)的 “拼接”、“對(duì)比”以探索研究區(qū)內(nèi)的三維速度結(jié)構(gòu)和發(fā)生地震的深部構(gòu)造背景。由此得出研究區(qū)域的地殼厚度為31.09 km，各層地殼厚度：沉積層為0.9 km、上地殼為13.3 km、中地殼為8.3 km、下地殼為8.6 km。從而總結(jié)出廣東及其鄰省的地震大多發(fā)生在上地殼層，即在14.2 km以上，有少數(shù)在中地殼層 （14.2～22.5 km）。反演結(jié)果也表明，大多數(shù)地震震源位于高低速度體的過渡區(qū)域。

廣東地區(qū)；聯(lián)合反演；一維速度結(jié)構(gòu)；成析成像

0 引言

廣東省地處歐亞板塊東南隅，菲律賓海板塊與歐亞板塊的俯沖、碰撞近前緣地帶。位于我國(guó)東南沿海地震帶中部，是地震活動(dòng)較為活躍的地段。自1900年以來，該區(qū)曾發(fā)生過M≥7級(jí)以上地震5次，M≥6級(jí)地震35次，1994年9月16日在臺(tái)灣海峽南端還發(fā)生了7.3級(jí)地震。其次，東沙群島及其附近地區(qū)的地震活動(dòng)也很頻繁，例如1992年9月14日和9月19日在東沙群島連續(xù)發(fā)生5.9級(jí)和5.1級(jí)地震。此外，南海北部邊緣的中強(qiáng)地震比較密集，也是華南地區(qū)地震活動(dòng)水平比較高的地區(qū)。近100年來，自北部灣經(jīng)廣東省電白海外、陽(yáng)江海陵島、澳門附近海外直至擔(dān)桿列島和紅海灣等地也連續(xù)發(fā)生多次5～6級(jí)地震。

由于地質(zhì)歷史上發(fā)生的多次強(qiáng)烈地殼運(yùn)動(dòng)，使廣東省的地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜：本區(qū)曾經(jīng)歷了三個(gè)大地構(gòu)造發(fā)展階段，五個(gè)地質(zhì)構(gòu)造旋回和十四個(gè)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕。出露了從震旦紀(jì)至第四紀(jì)各個(gè)時(shí)代的地層； 發(fā)生了強(qiáng)烈的由酸性到基性的巖漿浸入和噴發(fā)活動(dòng)；激發(fā)了廣泛的區(qū)域變質(zhì)和動(dòng)熱變質(zhì)作用；鑄就了眾多的深、大斷裂帶；形成了一系列規(guī)模不等，方向各異、活動(dòng)時(shí)代前后不一、性質(zhì)不同的斷裂。全省地殼已發(fā)現(xiàn)斷裂1 000多條，主要有北東向和東西向及北東東向的三組斷裂和北西向的斷裂[1]（見圖1）。

圖1 廣東省活動(dòng)斷裂分布圖[1]Fig.1 Active fault distribution in Guangdong Province[1]

該區(qū)以往由于受測(cè)震臺(tái)站密度、臺(tái)站分布情況、數(shù)據(jù)數(shù)量和數(shù)據(jù)質(zhì)量等限制，至今缺乏有關(guān)地殼地震波速度結(jié)構(gòu)的研究。

本研究利用廣東 “十五”區(qū)域測(cè)震臺(tái)網(wǎng)自2007年以來的324個(gè)地震的直達(dá)Pg波及繞射Pn波走時(shí)資料，采用遺傳算法同時(shí)反演震源位置以及一維速度結(jié)構(gòu) （水平分層），選取只在小區(qū)域內(nèi)傳播的射線獲得該區(qū)域內(nèi)的速度結(jié)構(gòu)，通過不同分區(qū) “拼接”來探索三維速度結(jié)構(gòu)和發(fā)生地震的深部構(gòu)造背景。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)

廣東地震臺(tái)網(wǎng) “十五”測(cè)震項(xiàng)目臺(tái)于2007年2月底基本完成設(shè)備安裝調(diào)試，至2007年4月基本完成，2007-4-25～2001-05-25臺(tái)網(wǎng)進(jìn)行了測(cè)試及試運(yùn)行， 6月1日起進(jìn)入考核試運(yùn)行，10月通過中國(guó)地震局驗(yàn)收，“十五”建成后的廣東數(shù)字遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)有44個(gè)子臺(tái)。之后又共享廣東省地方臺(tái)網(wǎng)、海南臺(tái)網(wǎng)、廣西臺(tái)網(wǎng)、江西臺(tái)網(wǎng)、福建臺(tái)網(wǎng)、湖南臺(tái)網(wǎng)、香港天文臺(tái)和臺(tái)灣臺(tái)網(wǎng)等的部份臺(tái)站71個(gè) （地方臺(tái)網(wǎng)6個(gè)、海南6個(gè)、廣西12個(gè)、湖南4個(gè)、福建11個(gè)、江西8個(gè)、香港10個(gè)及臺(tái)灣14個(gè)），共計(jì)達(dá)115個(gè)測(cè)震臺(tái)站。與未實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的廣東地震臺(tái)網(wǎng)相比，聯(lián)網(wǎng)后的廣東地震臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)區(qū)域擴(kuò)大，使得可定位的地震數(shù)量增加了，地震定位的精度也得到了顯著提高。從而為廣東地區(qū)的近震層析成像研究創(chuàng)造了較好的條件。本文選取從2007年4月到2010年8月廣東地震臺(tái)網(wǎng)運(yùn)行以來記錄到的轄區(qū) （21°～27°N，109°～118°E）內(nèi)324個(gè)地震資料 （見圖2），進(jìn)行廣東省地區(qū)地殼地震波速研究。

圖2 本研究所用地震震中分布圖Fig.2 Earthquake epicenter distribution

本文選用了324個(gè)地震事件，均勻分布，每一個(gè)地震都至少有6個(gè)臺(tái)站同時(shí)記錄到，初始定位精度大多為Ⅰ類，少數(shù)為Ⅱ類。以臺(tái)網(wǎng)初始定位結(jié)果為依據(jù)查閱 《華南走時(shí)表》得出各震相的理論走時(shí)，考慮到定位誤差、模型誤差和分析人員的人為誤差等因素，允許實(shí)測(cè)走時(shí)與理論走時(shí)有一定的偏差，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)具體如下：

Sg與Pg走時(shí)差超過25 s（或震中距超過160 km）時(shí)，實(shí)測(cè)走時(shí)與理論走時(shí)之差的絕對(duì)值不超過1.5 s；Sg與Pg走時(shí)差不超過25 s（或震中距不超過160 km）時(shí)，實(shí)測(cè)走時(shí)與理論走時(shí)之差的絕對(duì)值不超過1.2 s。按以上原則從臺(tái)網(wǎng)識(shí)辨出的所有震相中篩選出了8821條射線，其中Pn波射線 2297條和Pg波射線6524條。這些射線對(duì)應(yīng)走時(shí)與震中距表現(xiàn)出高度的線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)均高于0.995。

1.2 一維速度模型反演

本研究是華南沿海地區(qū)的地震構(gòu)造區(qū)之一。此前，一些研究者曾用不同方法對(duì)華南地區(qū)進(jìn)行過研究。曾融生等利用瑞利波的相速度法求得廣東地殼厚度為30～40 km，丁韞玉利用S、P波法求得廣州臺(tái)附近地殼厚度為31±3 km，范玉蘭等編制華南地區(qū)走時(shí)表時(shí)求得地殼厚度為32.4 km，魏柏林和魏恒源從重力反演編制了廣東省陸地地殼厚度圖和莫霍面的平均深度，從而求得廣東省大陸地殼平均厚度為35 km，這個(gè)數(shù)字也大致接近莫霍面的平均深度。1978年江西永平工業(yè)大爆破資料測(cè)得江西南部的地殼地震波傳播速度結(jié)構(gòu)模型。1981年中國(guó)地震局地質(zhì)研究所在粵東大亞灣地區(qū)利用地震轉(zhuǎn)換波測(cè)得蓮花山深斷裂帶以東地區(qū)的地殼具有多層結(jié)構(gòu)，認(rèn)為地殼厚度27～30 km，根據(jù)轉(zhuǎn)換波的特征，還可以分出康拉德面，埋深在13～16 km。曾融生等認(rèn)為東南沿海地區(qū)的莫霍面深度較全國(guó)平均的莫霍面深度略小，為30～32 km，福建濱海地區(qū)的莫霍面只有30 km[2、3]。

在參考前人的研究成果和結(jié)合全球速度模型基礎(chǔ)上，本研究將地殼分為四層即：沉積層、上地殼、中地殼和下地殼。各層厚度及速度范圍 （見表1）[4、5]。

表1 初始的一維速度模型Table 1 Initial one-dimensional velocity model

圖3 臺(tái)站及所用地震射線水平面投影分布圖Fig.3 Stations and earthquake-ray horizontal projection

圖3是臺(tái)站及所用地震射線水平面投影分布圖，射線基本覆蓋廣東省地區(qū)，在研究區(qū)周邊射線覆蓋相對(duì)較稀。經(jīng)過1500次迭代，殘差反演后降到0.003429 s，反演的結(jié)果見表2。

1.3 通過分區(qū)獲取縱向差異

網(wǎng)格劃分主要考慮地震臺(tái)站和震中分布的實(shí)際情況，保證每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)有較多的射線通過，原則上不使用穿越兩個(gè)分區(qū)的射線，但考慮到四周地震射線很少，且定位可能存在誤差，因此分界線兩側(cè)0.15°內(nèi)的資料允許重復(fù)使用。具體分區(qū)見圖4：1～6區(qū)為2.0°×2.0°，7區(qū)網(wǎng)格劃分為3.0°×2.0°，共劃分了7個(gè)塊體進(jìn)行研究[6]（見圖4）。

表2 研究區(qū)總體地殼分層及P波速度Table 2 The overall crustal layering and P-wave velocity of the study area

圖4 研究區(qū)域網(wǎng)格劃分圖Fig.4 Research area Grid division

在分區(qū)反演時(shí)，我們以整個(gè)研究區(qū)聯(lián)合反演得出的結(jié)果為基礎(chǔ)。固定地殼厚度及上地幔的P波速度，每層的P波速度允許有一定變化，每個(gè)地震允許的擾動(dòng)范圍位置在±0.015°，深度允許在±2 km范圍內(nèi)的變化。反演結(jié)果見表1及表3。

表3 各分區(qū)的地殼分層及P波速度Table 3 Crustal layer and P-wave velocity in each sub-area

分區(qū) 參數(shù) 地殼分層底界面深度/km P波速度/km.s-1 射線穿越條次3 4∞5 6沉積層 0.8965 4.9357 291上地殼 14.1899 6.0531 40中地殼 22.4618 6.2008 32下地殼 31.0953 7.3400 32上地幔 ∞ 8.0138 32沉積層 0.8965 5.4985 211上地殼 14.1899 6.0226 60中地殼 22.4618 6.3555 52下地殼 31.0953 7.3300 52上地幔沉積層上地殼中地殼下地殼上地幔沉積層上地殼中地殼0.8965 14.1899 22.4618 31.0953∞0.8965 14.1899 22.4618 8.0138 5.4805 6.0002 6.2857 7.3353 8.0138 5.0205 6.0692 6.3112 52 926 230 190 190 190 714 361 218 7下地殼上地幔沉積層上地殼中地殼下地殼上地幔31.0953∞0.8965 14.1899 22.4618 31.0953∞7.3300 8.0138 5.3972 6.0415 6.3998 7.3300 8.0138 218 218 211 46 46 46 46

1.4 方法

本文中我們采用遺傳算法進(jìn)行求解。遺傳算法的基本思想是基Darwin進(jìn)化論和Mendel的遺傳學(xué)說。Darwin進(jìn)化論最重要的是適者生存原理，Mendel遺傳學(xué)說最重要的是基因遺傳原理[7]。

由于資料有限獨(dú)立地對(duì)各分區(qū)進(jìn)行上述反演計(jì)算結(jié)果不太穩(wěn)定，為使反演結(jié)果穩(wěn)定，本研究首先用8821條射線走時(shí)資料，在較大范圍內(nèi)搜索出使得走時(shí)殘差最小的整個(gè)研究區(qū)的一維速度結(jié)構(gòu)，以及324個(gè)地震的發(fā)震時(shí)刻和震源位置，然后縮小范圍，選取僅在單一分區(qū)內(nèi)傳播的射線走時(shí)資料再次搜索出使得小分區(qū)內(nèi)走時(shí)殘差最小的結(jié)果，最后通過不同分區(qū)比較便可探索橫向和縱向上的速度差異[8]。

2 結(jié)果

2.1 廣東地區(qū)上、中、下地殼P波速度結(jié)構(gòu)

通過反復(fù)迭代，保留了質(zhì)量高的324次地震的重新精確定位的震源位置。重新定位后的震中分布見圖5。

圖5 重新定位的廣東及鄰省地區(qū)的地震震中分布圖Fig.5 Epicenter distribution of reposition earthquakes in Guangdong and its adjacent area

計(jì)算統(tǒng)計(jì)各分區(qū)深度與頻次分布情況見表4，可見：1區(qū)的地震是32個(gè)，其中在上地殼層為29個(gè)，占該區(qū)的91%，中地殼層有3個(gè)，占9%，其余的沉積層、下地殼及上地幔層地震數(shù)均為0；2區(qū)的地震是80個(gè)，其中在上地殼層為74個(gè)，占該區(qū)的93%，中地殼層有6個(gè)，占7%，沉積層、下地殼及上地幔層地震數(shù)為0；3區(qū)的地震是28個(gè)，上地殼層有26個(gè)，占該區(qū)的93%，中地殼層有2個(gè)，占7%，其余的沉積層、下地殼及上地幔層地震數(shù)均為0；4區(qū)的地震是23個(gè)，其中上地殼層有22個(gè)，占該區(qū)的96%，中地殼層有1個(gè)，僅占4%，其余的沉積層、下地殼及上地幔層地震數(shù)均為0；5區(qū)的地震是81個(gè)，其中在上地殼層為76個(gè)，占該區(qū)的94%，中地殼層有5個(gè)，占6%，其余的沉積層、下地殼及上地幔層地震數(shù)均為0；6區(qū)的地震是60個(gè)，其中在上地殼層有43個(gè)，占該區(qū)的72%，中地殼層有17個(gè)，28%，其余的沉積層、下地殼及上地幔層地震數(shù)均為0；7區(qū)的地震是37個(gè)，全部在上地殼層，其余的沉積層、中地殼、下地殼及上地幔層均無地震。從而可認(rèn)為，廣東及其鄰省的地震大多發(fā)生在上地殼層，即在14.2 km以上，有少數(shù)在中地殼層 （14.2～22.5 km），其余的諸如沉積層、中地殼、下地殼及上地幔層幾乎無地震。

圖6給出了深度為0.9，14.2，22.5，31.1km的各分區(qū)的P波速度值。結(jié)合表4及圖6我們可以看到，在不同深度上速度結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不均勻性。在深度為0.9 km的沉積層，其沿海地區(qū)的1、2、3及6區(qū)相對(duì)于其余區(qū)為相對(duì)低速區(qū)；在深度為0.9～14.2 km的上地殼時(shí)，在地震較多的2、5、6區(qū)：2區(qū)與相鄰的1、4區(qū)相比速度略偏高，而與3區(qū)相比略低，即該區(qū)處于高低速過渡區(qū)。5區(qū)與相鄰的3、4、6、7區(qū)相比速度偏低。6區(qū)與相鄰的5、7區(qū)相比速度偏高；在深度為14.2～22.5km的中地殼時(shí)，2區(qū)與相鄰的1、4區(qū)相比速度偏低，而與3區(qū)相比略高，即該區(qū)在此層依然處于高低速區(qū)過渡區(qū)。5區(qū)與相鄰的3區(qū)相比速度偏高，與4、6、7區(qū)相比速度卻偏低，亦處于高低速區(qū)過渡區(qū)。6區(qū)與相鄰的5區(qū)相比速度偏高，與7區(qū)相比速度偏低，同樣也屬于高低速區(qū)過渡區(qū)；深度在22.5km以下的下地殼層，各分區(qū)的速度變化不大 （可能與本研究很少有此深度以下的震例有關(guān)）。有研究者指出，強(qiáng)地震常發(fā)生在波速異常的過渡帶上。如前所述，本文的聯(lián)合反演結(jié)果也表明，本研究區(qū)內(nèi)的多震區(qū) （2、5、6）P波速度結(jié)構(gòu)也存在以上的規(guī)律，即地震常發(fā)生在高低速過渡區(qū)[9～11]

圖6 不同深度各分區(qū)P波速度圖Fig.6 P-wave velocity diagram of the different depths in each sub-area

2.2 反演的質(zhì)量分析

表4 各分區(qū)及每分層的地震個(gè)數(shù)Table 4 Earthquake numbers of each sub-area and each layering

地球內(nèi)部成像結(jié)果反應(yīng)的不僅僅是真實(shí)速度結(jié)構(gòu)非均勻性，而且還有數(shù)據(jù)誤差，有限的地震射線采樣，模型參數(shù)化，線性化以及實(shí)施算法等因素帶來的影響。這些影響不能輕易被分離出來，因而經(jīng)常導(dǎo)致最終圖像的虛假異常。事實(shí)上，得到一幅圖像并非層析成像的研究中最困難的，主要的問題在于區(qū)分以上所有提及因素最終在影像中造成了何種影響。因此,反演問題的解必須經(jīng)過相應(yīng)的分辨度和可信度的檢驗(yàn)[12～14]。

層析成像解的評(píng)價(jià)是層析成像研究的重要組成部分。通過對(duì)解的分析，我們可以了解結(jié)果的可靠性、分辨率及誤差等重要信息。通過衡量每個(gè)節(jié)點(diǎn)附近的射線數(shù)量作為解的可靠性的一種評(píng)價(jià)，這種評(píng)價(jià)方法僅給出解的可靠性[15～17]。

這里我們用穿過每個(gè)分層的射線數(shù)和遺傳算法中一代最佳擬合殘差的變化來初步度量解的穩(wěn)定性和可靠性[18]。其結(jié)果見表3和圖7所示?？梢娚渚€穿過每個(gè)區(qū)及每個(gè)分層的射線是足夠多的 （32～926條），圖7展示了整個(gè)研究區(qū)及每個(gè)分區(qū)反演過程擬合殘差迭代次數(shù)的變化。單位長(zhǎng)度上的走時(shí)殘差 （解）經(jīng)過至少250次迭代后認(rèn)為精度最佳，從圖7解的情況來看，迭代后最佳解均小于0.004。低于觀測(cè)時(shí)間最小積分度 （拾取震相50采樣率為0.02，100采樣率為0.01），說明得出的解是穩(wěn)定且可靠的。

圖7 研究區(qū)反演過程中擬合殘差迭代次數(shù)的變化Fig.7 Change of the number of iterations of fitting the residual in the process of inversion in study area

3 討論與結(jié)論

范玉蘭等編制華南地區(qū)走時(shí)表時(shí)，從徑向?qū)⑷A南地區(qū)的地殼分為二層，即上下地殼二層，求得地殼厚度為32.4 km。本文利用廣東 “十五”區(qū)域測(cè)震臺(tái)網(wǎng)自2007年以來的324個(gè)地震的直達(dá)Pg波及繞射Pn波走時(shí)資料，采用遺傳算法同時(shí)反演震源位置以及一維速度結(jié)構(gòu) （水平分層），將該區(qū)的地殼分為四層，即沉積層、上地殼、中地殼和下地殼層，求得地殼厚度為31.09 km。地殼厚度兩者基本吻合。所不同的是前者上地殼厚度為21.4 km，下地殼為11.0 km，沒有考慮沉積層；本文加入了沉積層及中地殼層進(jìn)行研究，各層厚度如下：沉積層為0.9 km，上地殼為13.3 km，中地殼為8.3 km，下地殼為8.6 km。后者比前者的分層細(xì)化了。通過反演震源位置以及一維速度結(jié)構(gòu) （水平分層）還得出:廣東及其鄰省的地震大多發(fā)生在上地殼層，即在14.2 km以上，有少數(shù)在中地殼層 （14.2～22.5 km），其余的諸如沉積層、中地殼、下地殼及上地幔層幾乎無地震。另外前者在切向方面沒做研究。本文在對(duì)地震多發(fā)區(qū)做了切向比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)廣東及其領(lǐng)省地區(qū)大多數(shù)地震震源位于高低速度體的過渡區(qū)域。

地球深部構(gòu)造與地表的地質(zhì)構(gòu)造都是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，它們相互影響，相互作用，共存于相互變化著的地球中。根據(jù)本文的近震層析成像結(jié)果，也能得到一些廣東地區(qū)的典型構(gòu)造區(qū)的構(gòu)造與地震的關(guān)系。如：地震多發(fā)區(qū)的2區(qū)就位于東西向的高要－惠來深斷裂帶上（圖1）；地震多發(fā)區(qū)的5區(qū)在北東向的河源－邵武此深斷裂帶上；汕頭-惠來，潮州-普寧，蓮花山深斷裂帶平行穿插于地震多發(fā)區(qū)的6區(qū)，濱海、饒平大斷裂交匯處是該區(qū)歷史上發(fā)生過多次中等以上地震的地區(qū)[19]。

綜上所述，本研究結(jié)果可歸納如下：

（1）對(duì)參與計(jì)算的324個(gè)地震均進(jìn)行了精定位并給出了定位結(jié)果

（2）得出廣東地區(qū)的地殼厚度為31.09 km。

（3）對(duì)地殼整體厚度進(jìn)行了細(xì)化分層 （水平分層），各層厚度為：沉積層為0.9 km，上地殼為13.3 km，中地殼為8.3 km，下地殼為8.6 km。

（4）廣東及其鄰省的地震大多發(fā)生在上地殼層，即在14.2 km以上，有少數(shù)在中地殼層 （14.2～22.5 km），其余的諸如沉積層、中地殼層、下地殼層及上地幔層幾乎無地震發(fā)生。

(5)研究得出，廣東及其領(lǐng)省地區(qū)中小地震分布具有與強(qiáng)震相同的地殼深部介質(zhì)背景，大多數(shù)地震震源位于高低速度體的過渡區(qū)域[20]。

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（1.Earthquake Administration of Guangdong Province,Guangzhou 510070,China;2.Key Laboratory of Earthquake Monitoring and Disaster Mitigation Technology,CEA,Guangzhou 510070,China;3.Key Laboratory of Guangdong Province Earthquake Early Warning and Safety Diagnosis of Major Projects,Guangzhou 510070,China)

A Study on the Inhomogeneity of Crustal Seismic Wave Velocity in Guangdong

CHEN Guimei,YANG Xuan,HE Jinglin,HU Wenzhuo

Derived from Guangdong“10th Five”regional digital seismometry network since 2007, direct Pg waves and diffracted Pn waves travel time data (8821 in total)of 324 earthquakes,are used in genetic algorithms along with joint inversion within Guangdong province to acquire the one-dimensional velocity structure (horizontal layer)with minimum residual,as well as seismic origin time and location of the 324 earthquakes mentioned above.With this basis and narrowed range,considering the actual circumstances of the distribution of seismic stations and epicenters, the entire study region can be divided into seven areas.The transmission ray of each area will be fitted and iterated a second time to obtain the inversion result with minimum travel time residual. Finally,through“stitching”and“comparison”of velocity structures of all seven areas,the regional three-dimensional velocity structures and the deep structures may be explored and studied.In addition,it's simultaneously obtained that the crust thickness of the study region is 31.09 km;Crustal thicknesses of each layer:sedimentary 0.9 km,the upper crust 13.3 km;the middle crust8.3 km and the lower crust 8.6 km.Thus concluding that most earthquakes in Guangdong and its neighboring provinces occurs in the upper crust,e.g.14.2 km above,and there are a few in the middle crust (14.2～22.5 km).The inversion results also show that most earthquake sources are located in the transition zone of high and low velocity bodies.

Guangdong Province； Joint Inversion； One-dimensional Velocity Structure；Tomography

P315.31

A

1001-8662（2012）03-0041-12

2012-02-10

廣東省科技廳項(xiàng)目 （2007B030402005）資助

陳貴美，女，1969年生，工程師.主要從事地震監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理工作。E-mail:cgm@gddsn.org.cn.