柴达木盆地区域地震波传播特征研究

Regional seismic wave propagation at Qaidam basin is relatively less understood because of the lacking of regional seismic observation data. Based on the first regional network seismic observation obtained at Qaidam basin and numerical modelling, this study is trying to study in detail the characteristics of regional seismic wave propagation at Qaidam basin. The peak velocity, duration and spectrum feature of the three component seismograms and their spatial variation will be analyzed firstly. Then the three dimensional structure model of Qaidam basin will be constructed with collected geological and geophysical data. Based on the model, three dimensional numerical modeling of seismic wave propagation will be performed for the Mw6.3 main shock and two aftershocks, respectively. The complex seismic wave propagation process at Qaidam basin is then investigated by comparing the synthetics with observations. Effects of basin geometry, soft and thick sedimentary layer, boundary shape and faults, topography, propagation path, source process of earthquakes with different magnitudes on regional seismic wave propagation will be investigated. Results of this study will enhance our understanding of regional seismic wave propagation at Qaidam basin, a region with few observations before. It also prove another good example for seismic ground motion study at sedimentary basin. It serves as an important reference for earthquake disaster reduction at Qaidam basin, an important economic region, as well.

由于以往观测资料限制，柴达木盆地地区区域地震波传播特征研究工作亟待深入。本项目基于柴达木盆地地区首次获得的大量区域地震观测资料和数值模拟，揭示盆地地区区域地震波传播特征。通过所获得的分布于不同场地和位置的大量观测波形数据，分析峰值、持续时间、频谱等地震地面运动特征及其空间变化。收集地质和地球物理资料，建立柴达木盆地三维精细结构模型。对Mw6.3级主震及两个余震分别开展三维地震波传播数值模拟，通过和观测资料的对比分析，揭示柴达木盆地内复杂区域地震波传播过程。讨论柴达木盆地复杂盆地形状、巨厚松软沉积层、盆地边缘形状与断裂分布、地形起伏、传播路径、不同震级的震源过程对区域地震波传播的作用。通过上述研究，为这一以往观测数据缺乏地区的区域地震波传播研究提供新的认识，为沉积盆地地震地面运动研究提供新的例证，同时为这一重要经济区的抗震防灾提供重要参考。

柴达木盆地位于青藏高原东北缘，是中国第三大盆地。这里矿产资源丰富，素有“聚宝盆”之称，是青海省重点发展工业循环型经济的核心区域，盆地内有格尔木、德令哈等城镇，总人口超过40万。在“一带一路”建设中具有特殊的战略和交通地位。柴达木盆地处于青藏高原前缘构造应力集中区域，盆地内部及周边活动断裂纵横，构造活动强烈，中强地震频发，是地震灾害影响严重的区域，因此，研究该区域地震波传播和地震地面运动特征对其地震学研究及抗震防灾具有重要意义。由于以往观测资料限制，柴达木盆地地区区域地震波传播特征研究工作亟待深入。本项目基于柴达木盆地地区首次获得的大量区域地震观测资料和数值模拟，揭示该地区区域地震波传播特征。研究取得的主要成果包括：（1）通过系统分析2007年5月至2009年6月在柴达木盆地及周边流动台站和固定台站记录到的25次震级大于4.0的区域地震记录，首次获得了柴达木盆地地震地面运动以及盆地效应特征。（2）成功建立了首个柴达木盆地三维精细传播介质模型。（3）首次成功开展了2018年11月10日大柴旦Mw6.3地震的地震波传播过程模拟，解释了柴达木盆地中地面运动放大的机理。（4）开展了柴达木盆地设定地震模拟研究，为该地区抗震防灾、地震危险性分析提供了直接的方法依据。（5）模拟与分析了2001年11月14日昆仑山口西Mw7.8级地震的地面运动特征以及对柴达木盆地的影响。（6）模拟研究了2013年甘肃岷县MS6.6地震区域地震波传播与地面运动特征。（7）开展了基于GPU的二维地震波全波形反演理论研究，开发了基于CUDA平台的开源二维全波形反演软件包inv.cu。（8）基于数值计算，研究了极为广泛应用的H/V谱比法峰值频率成因。（9）利用区域地震观测资料研究了柴达木盆地康拉德界面特征。通过上述研究，为这一以往观测数据缺乏地区的区域地震波传播研究提供了新的认识，为沉积盆地地震地面运动研究提供新的例证，同时为这一“一带一路”重要经济区的抗震防灾、地震危险性分析以及区域发展提供重要参考。