华北克拉通地壳Lg波衰减结构高分辨率成像模型建立
地震衰减是反映地球内部结构与物质组成的基本参数之一。与地震波传播速度相比，地震波振幅衰减对地下介质更加敏感。因此，地震衰减参数的影响因素多，灵敏度高，测量难度大。
继2010年建立中国东北及邻近地区的地震Lg波衰减成像模型后，中科院地质与地球物理研究所地球深部结构与过程研究室赵连锋副研究员与其合作者基于区域地震资料，建立了华北克拉通及邻近地区宽频带高分辨率的衰减成像模型(图1)。他们使用176个地壳内地震事件在39个宽频带台站的垂直分量波形资料，提取Lg波谱振幅。首先，将0.05至10.0Hz的频段在对数尺度内等间隔离散为58个参考频率并进行振幅谱采样。然后，利用双台和单台资料联合反演Lg波品质因子Q值分布和源谱函数。在反演过程中不加入任何Q值对于频率相关性的先验性假设，各个频率独立反演。研究发现，地震波强烈衰减区主要包括青藏高原，渤海湾盆地和南黄海盆地。华北克拉通地壳Lg波Q0值为372，由东向西呈增加的趋势，克拉通东部，中部和西部的平均Q0值分别为338，361和421。他们还认为，地震衰减与大地热流值和地震活动性对应关系(图2)有助于理解华北克拉通深部构造活动。
该研究成果近期发表在国际地球物理领域期刊Geophysical Journal International (Zhao et al. Crustal Lg attenuation within the North China Craton and its surrounding regions. Geophysical Journal International, 2013, 195: 513-531, doi: 10.1093/gji/ggt235)。
图1 华北克拉通及邻近地区地壳Lg波衰减模型(a)和(b)分别为0.5，1.0 Hz Q值分布;(c)和(d)分别为纬度为38ºN和34ºN的宽频带Q值分布，其中黑色曲线为地表地形，并标出了主要的地质块体。
图2 低频Q值与地壳厚度(a)和大地热流值(b)的关系曲线
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项目成果
