范小平 王俊菲 何奕成(江蘇省地震局,南京 210014)
龍門山斷裂南段及鄰區(qū)地殼介質(zhì)非均勻性參數(shù)
范小平 王俊菲 何奕成
(江蘇省地震局,南京 210014)
根據(jù)地震波波長與非均勻體的大小關(guān)系,介質(zhì)非均勻性分為大尺度非均勻性和小尺度非均勻性。大尺度非均勻性可以用傳統(tǒng)的介質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)來描述,如速度、電導率、密度等參數(shù),而小尺度非均勻性則采用介質(zhì)速度擾動率(ε)及非均勻體相關(guān)長度(α)來描述介質(zhì)非均勻性程度。
對于非均勻介質(zhì),〈η2〉與非均勻介質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)(ε,α)之間的關(guān)系可表示為,
其中V為介質(zhì)P波速度,為非均勻體相關(guān)長度,L為散射層的厚度。由(2)式可以看出,ln〈η2〉+1)與頻率(f)呈正相關(guān),因此獲取散射波場擾動強度〈η2〉后,可通過最小二乘法在頻率域?qū)n〈η2〉+1)進行擬合,擬合系數(shù)便是參數(shù)γ,該參數(shù)實際上反映了某一頻率下介質(zhì)的非均勻性強弱程度。對于某一特定的研究區(qū)域,L及介質(zhì)V可根據(jù)寬角反射、折射資料或其他資料獲取,在計算出散射層結(jié)構(gòu)參數(shù)L/V2后,便可求取介質(zhì)a和ε的取值范圍。
復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造及強烈的地震活動,致使龍門山斷裂南段及鄰近地區(qū)地殼介質(zhì)呈現(xiàn)強烈的非均勻性。為合理評價該區(qū)介質(zhì)非均勻性強弱程度,將研究區(qū)按照構(gòu)造屬性分為川青塊體 (Ⅰ區(qū))、川滇菱形塊體(Ⅱ區(qū))及川中塊體(Ⅲ區(qū))分別對地殼介質(zhì)非均勻性參數(shù)進行研究。
通過對滿足要求的10個遠震事件和區(qū)域內(nèi)30個地震臺觀測波形計算處理,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)擬合系數(shù)γ分別為0.43 Hz-2、2.90 Hz-2、0.87 Hz-2,可以看出Ⅱ區(qū)非均勻性程度明顯強于Ⅰ、Ⅲ區(qū)。由參數(shù)γ并結(jié)合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)介質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)便可獲取各區(qū)地殼介質(zhì)速度擾動率和非均勻體尺度大小。
結(jié)果表明,研究區(qū)地殼介質(zhì)非均勻性強烈,相比較而言,川滇塊體地殼介質(zhì)非均勻性程度最強,川青塊體相對較弱,川中塊體居中;川滇塊體、川中塊體及川青塊體地殼介質(zhì)速度擾動率分別大于6%,4%及2%;各構(gòu)造塊體上、下地殼介質(zhì)最大非均勻體相關(guān)尺度約為7.9 km、9.7 km、10 km、11 km、8.3 km及11 km。不同構(gòu)造塊體地殼介質(zhì)非均勻性程度的差異性可能與該區(qū)強烈的構(gòu)造活動及深部物質(zhì)流動有關(guān)。