王未來

（中國地震局地球物理研究所，北京100081）

了對地震頻發(fā)的滇西地區(qū)，特別是位于其中的紅河和程海兩大斷裂帶地下的波速變化進行監(jiān)測，利用水庫大容量非調制氣槍陣列，我們實驗室于2011年4月在云南省大理州賓川縣的大銀甸水庫建立了世界上第一個氣槍地震信號發(fā)射臺站。由于水庫大容量非調制氣槍陣列的優(yōu)越性能，賓川氣槍地震信號發(fā)射臺站可以連續(xù)不斷地向地下發(fā)射傳播距離遠、重復性高的地震信號。利用賓川氣槍地震信號發(fā)射臺站激發(fā)的地震信號，我們就可以對滇西地區(qū)的地下波速變化進行監(jiān)測。雖然目前我們尚處于數(shù)據(jù)積累的階段，我們利用在賓川氣槍地震信號發(fā)射臺站進行的6次激發(fā)試驗，研究了激發(fā)條件（激發(fā)壓力、沉放深度和水庫水位）對水庫大容量非調制氣槍陣列激發(fā)地震信號的影響。這對于以后我們提高這類氣槍地震信號發(fā)射臺站的性能以及進行波速變化研究都具有重要意義。

接下來我們介紹了水庫大容量非調制氣槍陣列在區(qū)域尺度地下結構探測中的應用。利用2006年我們實驗室在河北省遵化市上關湖水庫進行的大容量非調制氣槍陣列產生的地震數(shù)據(jù)，我們采用波形擬合的方法，研究了燕山隆起帶南部地區(qū)地下的一維P波、S波、泊松比以及波速比結構。我們發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的地殼厚度約為33km，上中地殼的泊松比值偏低，可能以長英質的酸性巖石為主，下地殼以及上地幔頂部泊松比值稍高，可能以鐵鎂質的基性巖石或中性巖石為主。并且在該地區(qū)的上下地殼各存在一個P波和S波的低速層，并且這兩個低速層還對應著泊松比和波速比的高值區(qū)。上地殼的低速層可能是流體作用的結果，而下地殼的低速層則可能是由于部分熔融造成的。

最后我們介紹利用尾波理論進行地下波速變化成像研究。尾波是多重散射波，相比于直達波，它對地下介質變化更為敏感。利用尾波可以測量地下微弱的波速變化。水庫地區(qū)，水庫水位的變化會引起地表載荷的變化，進而引起地下應力和應變的變化，是定量研究地下應力和應變變化與地下波速變化關系的理想?yún)^(qū)域。由于進行本研究時，我們的氣槍地震信號發(fā)射臺站連續(xù)激發(fā)的時間還比較短。我們利用由架設在云南省大理州賓川縣大銀甸水庫周圍的16個流動地震臺站記錄到的背景噪聲相關得到的連續(xù)經(jīng)驗格林函數(shù)的尾波部分，測量了這些臺站間的波速變化，并且利用敏感核的方法反演了這個地區(qū)的波速變化的分布。我們發(fā)現(xiàn)可能只有距離水庫很近的地區(qū)的地下波速變化是由于水庫水位的變化造成的，而其它地區(qū)的波速變化則可能是由于地下水位的變化導致的。

關鍵詞區(qū)域尺度；主動探測；水庫大容量非調制氣槍陣列；地下波速變化監(jiān)測；地震背景噪聲

中圖分類號：P315.3；

文獻標識碼：A；

doi：10.3969/j.issn.0235-4975.2015.03.008

（作者電子信箱，陳蒙：eamonustc@163.com）

中國西南地區(qū)的接收函數(shù)和面波層析成像研究

王未來

（中國地震局地球物理研究所，北京100081）

中國西南地區(qū)是由不同地質歷史時期的許多微小板塊拼貼而成，是特提斯構造發(fā)育的重要區(qū)段；同時，該地區(qū)在西藏高原物質向東擠出、地殼增厚和下地殼流模型中，都扮演了極為重要的角色。因此，研究中國西南地區(qū)殼幔特征對于深入理解特提斯構造特征和青藏高原構造活動機制具有重要意義。區(qū)內分布有大量深大斷裂帶，自20世紀70年代以來，該區(qū)域相繼發(fā)生了一系列M＞7.0強震，強震活動給當?shù)卦斐闪司薮蠼?jīng)濟損失和人員傷亡。開展中國西南地區(qū)深部構造特征的詳細研究，對于認識該區(qū)大地構造、地殼演化和地震成因乃至強震活動趨勢都具有非常重要的意義。

近年來，中國地震局利用“地震科學探測臺陣系統(tǒng)”的觀測設備在中國西南地區(qū)開展了多個大規(guī)模流動地震臺陣觀測，研究區(qū)流動和固定寬頻帶地震臺站數(shù)量超過900個，平均臺間距小于40km。本文將充分利用流動地震臺站和固定臺站的觀測資料，采用P波接收函數(shù)H-κ疊加技術獲得地殼厚度和泊松比的分布圖像；采用P波接收函數(shù)三維偏移成像獲得上地幔過渡帶速度間斷面的空間分布圖像；采用S接收函數(shù)偏移成像研究巖石圈底界面的橫向變化；利用面波層析成像獲得周期達100s以上瑞利波相速度分布圖像；采用接收函數(shù)和面波聯(lián)合反演技術，揭示橫跨重要構造邊界200km深度范圍的S波速度結構。

總體而言，中國西南地區(qū)地殼厚度變化與構造背景具有一致性。地殼厚度從西北部的約60km向東北、東南、西南向呈弧形狀減薄，其中東南部和西南部最薄約30km。松潘甘孜地塊的平均地殼厚度為60km，向東劇烈減薄到四川盆地的45km，向東南方向減薄相對緩慢，顯示出青藏高原東向物質逃逸被四川盆地阻止后，進一步向東南逃逸的特征。中、高泊松比（σ≥0.26）主要分布在松潘甘孜地塊、攀枝花—峨眉山一帶、四川盆地、騰沖地塊。這些區(qū)域斷裂帶分布密集交錯，呈現(xiàn)出較強的地殼活動特征。四川盆地西南部和攀枝花—峨眉山一帶存在高密度、較高的P波速度。高密度、高波速與高泊松比說明地殼存在較多的鎂鐵質成分，這可能與峨眉山玄武巖分布有關。而鮮水河南段—小江斷裂穿過攀枝花—峨眉山地區(qū)北部，下地殼局部熔融引起的高泊松比與中上地殼鎂鐵質引起的高泊松比疊加，在此區(qū)域出現(xiàn)了研究區(qū)內最高值泊松比的分布。騰沖地塊分布有活動火山，TNC.YN高達0.32的高泊松比表示，地下有熔融或半熔融的巖漿囊存在，這與該區(qū)域下方的低波速相一致。低泊松比（σ≤0.26）主要分布在研究區(qū)的東南部：揚子克拉通、華夏地塊、滇緬泰地塊。在排除沉積層影響的情況下，位于紅河斷裂附近臺站相對周圍臺站具有相對較高的泊松比（部分臺站泊松比達0.28～0.30），而上地幔頂部速度偏低并且速度結構具有殼幔過渡帶特征，暗示著紅河斷裂為超殼斷裂，高泊松比可能與下地殼底部局部熔融有關。

四川盆地下方西南部巖石圈厚度達250km，逐漸減薄到中部和南部巖石圈的200km厚度，進一步減薄到東部邊緣的約100km厚度，向北進一步減薄到北部邊緣的約130km厚度。滇緬泰地塊上地幔頂部100km范圍內存在雙層低速界面，同時也足以確認這一區(qū)域巖石圈厚度小于100km。華夏地塊下方上地幔頂部存在雙層低速界面，而且與揚子克拉通巖石圈接觸關系在北部和西部有所不同，西部可能有相互融合的現(xiàn)象，而北部可能還存在深淺部斷離的情況。秦嶺大別構造帶西段和渭河平原地區(qū)在100km深度處存在明顯的大范圍低速界面。

中國西南地區(qū)的上地幔過渡帶厚度在揚子克拉通（主要包括四川盆地地區(qū)和峨眉山—攀枝花等地區(qū)）地區(qū)基本大于250km，在華夏地塊基本都小于250km，在松潘甘孜地區(qū)接近揚子克拉通的地區(qū)厚度較厚，再往西過渡帶厚度則小于250km。上地幔過渡帶較厚區(qū)域與