云南地区地壳三维各向异性结构与地震定位研究

Yunnan region locates southeast to Tibetan Plateau and south in the north-south earthquake zone. It comprises several tectonic units such as Yangtze meta-platform, Sanjiang fold system, Songpan-Garze fold system and South China fold system, and shows remarkable crustal and upper mantle seismic anisotropy, which has significant effect on earthquake location. In order to research the region with a large scale, complex structure and active seismicity, we will first develop the minimum travel time tree algorithm suitable for tracing rays in complex and anisotropic models into a powerful tool for calculating travel times,ray paths and polarization directions of seismic waves in large models. Employing the developed ray tracing method, we will improve traveltime tomography and location methods for anisotropic media on robustness, efficiency and capacity of dealing with large models. Using local seismic data recorded by permanent and temporary stations in Yunnan region, we will reconstruct the three-dimensional anisotropy structure of crust beneath the region and relocate the events by a traveltime tomography which simultaneously determines the anisotropy parameters and hypocenters.The 3-D crustal anisotropy structure and relocated hypocenters is not only helpful to the further recognition of deep structure in Yunnan region, but also to the research of dynamic process of the Tibetan Plateau and seismicity of the north-south earthquake zone.

云南地区位于青藏高原东南部，南北地震带南段。该区域多个地质构造单元交汇，壳幔各向异性强烈。在地震定位中各向异性效应显著。针对该区尺度大、地质构造复杂和地震活动频繁等特点，发展适应复杂各向异性介质模型的最小走时树射线追踪方法，使之具有计算大尺度模型地震波走时、射线路径和偏振方向的能力；在此基础上，发展各向异性介质的走时层析成像和地震定位方法，提高方法的稳健性、计算效率和大尺度模型计算能力；收集和分析云南地区固定地震台网与流动地震台阵的近震记录数据，使用各向异性结构与震源参数联合反演的走时层析成像方法，重建云南地区地壳三维各向异性结构和震源分布图像，并探讨其意义。本项研究不仅有助于云南地区深部结构的深入认识，而且对研究青藏高原动力学演化过程以及南北地震带地震活动性也具有重要意义。

云南地区位于青藏高原东南部，南北地震带南段。该区域多个地质构造单元交汇，壳幔各向异性强烈。重建云南地区地壳三维各向异性结构和震源分布图像，不仅有助于云南地区深部结构的深入认识，而且对研究青藏高原动力学演化过程以及南北地震带地震活动性也具有重要意义。 . 云南地区地壳三维各向异性结构的重建，采用各向异性介质的走时层析成像技术。为提高震相拾取的精度和效率，提出了一种基于小波包和峰度赤池信息准则的P波震相到时自动拾取技术。理论和实际的数据表明，该技术具有较高的精度和抗干扰能力。对最小走时树射线追踪方法实现了部分并行化，在一定程度上提高了其计算大尺度模型的能力。为充分利用已有三维速度模型进行高精度的地震定位，对传统的地震定位交切法（利用震源轨迹确定震源位置，具有稳健直观的优点，但局限于均匀或横向均匀介质，定位精度较低）进行了改进和完善：提出了到时约束的震源轨迹方程；提出了计算二维和三维复杂速度模型中地震事件震源轨迹的方法，计算的震源轨迹不仅精细且相当完整。. 使用云南地区139个地震台站在1年的时间里记录到的1556个事件的13298个P波到时，初步得到了该区地壳的三维方位各向异性结构（水平分辨率1度×1度）。结果表明：地壳的浅部和深部都广泛存在较显著的方位各向异性。各向异性的强度在深度上存在或大或小的变化，但P波传播快的方向在深度上变化不大。这有可能意味着导致各向异性的因素（例如裂隙的定向排列及应力）其方位在深度上较为稳定。在东经102度-103度之间，从浅至深存在较显著的南北向的各向异性带，P波传播快的方位为南北向，这可能与该带的地质构造有关。. 在项目的资助下，发表论文3篇，其中SCI论文1篇，核心论文2篇。此外，尚有1篇被SCI期刊录用，待刊。培养硕士研究生4名，其中1名已毕业工作。