上地壳二维 pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

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上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平. 中国科学院青藏高原研究所 2012-11-08, 中科大. 3D Tomography. Moho. ( 张国民等, 2002). 2D Pg Tomography. (Pei and Chen, 2012, BSSA). Anisotropy. 波速各向异性的大小为 波速最快方向方位角为 1/2arctan( B k / A k ) +90. (Pei et al., 2012, Tectonophysics). Pn Tomography. (Pei et al., 2007, JGR). - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

上地壳二维 Pg波成像方法及几个应用实例

裴顺平

中国科学院青藏高原研究所

2012-11-08, 中科大

Page 2: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

Moho

3D Tomography

Page 3: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

(张国民等, 2002)

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2D Pg Tomography

2 2( ) / /obs sta evtt h v v t t

ij i j ijk kk

t a b d s

obs sta evtt t t t 2 2 /t h v

(Pei and Chen, 2012, BSSA)

Page 5: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

Anisotropy

ij i j ijk kk

t a b d s ( cos 2 sin 2 )ij i j ijk k k k

k

t a b d s A B

波速各向异性的大小为

波速最快方向方位角为 1/2arctan(Bk/Ak) +90

2/122 )( kk BA

(Pei et al., 2012, Tectonophysics)

Page 6: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

ij i j ijk kk

t a b d s Ax b

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Earthquake

Station

M oho kijkjiij Sdbat

2sin2cos kkkk BAsS

Pn Tomography

Page 8: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

(Pei et al., 2007, JGR)

Page 9: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

ML Amplitude Tomography

Source

Station

Crust

Upper mantle

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( , )ij j i i ij ijA f O f I f S f G R B f R1

0ln ( ) ln ( )ij ij ij i jY A f G R a b Q cR

(Pei et al., 2006, BSSA)

Page 10: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

2D Pg Tomography

2 2( ) / /obs sta evtt h v v t t

ij i j ijk kk

t a b d s

obs sta evtt t t t 2 2 /t h v

(Pei and Chen, 2012, BSSA)

Page 11: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

实例一:玉树地震

(Pei and Chen, 2012, BSSA)

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Page 14: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

Weimin Wang et al.

Yong Zhang et al.

Koketsu et al.

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7157 Pg arrival times1689 Earthquakes 11 Stations

Depth :8.6 2.1 km

Epicenter Distance:76 38 km

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0.046.02

t

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Resolution Test15’ 15’

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Page 19: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

Table 1. Average velocity in the three sub-regions

Sub-region Number of ray paths Average velocity (km/s) Tomographic velocity A 672 6.45 Fast anomaly B 363 5.82 Slow anomaly

C 163 5.83 Slow anomaly

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稳定性测试

• Origin time 0.2s errors

• Source depth 10km

• Both

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Page 24: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

Why Anisotropy

• Anisotropy ?• Crack direction

• Crack density

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(Pei et al., 2012, Tectonophysics)

Page 26: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

120

Page 27: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

(Pei et al., 2012, Tectonophysics)

Page 28: 上地壳二维 Pg 波成像方法 及几个应用实例 裴顺平

Without Anisotropy With Anisotropy

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( Yao et al , 2010)

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Summary

• Simple 2D tomography method

• Seismic velocity structure controls the origination (stress accumulation) and rupture propagation and distribution of aftershocks as well

• Pg anisotropy implies direction and density of micro-crack

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总结

• Pg 二维成像方法简单有效• 高分辨率成像能够提供新的结

构信息(裂隙,介质变化)• 浅层精细结构能够提供地质可

比性

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