福建及台湾海峡中南部三维地壳结构研究

福建及台湾海峡是我国东南沿海中强地震最活跃的地区,探测分析其地壳结构模型和深大断裂特性,有利于孕震环境研究和地震定位工作.台湾海峡的地壳动力学研究相对较少,根据地质学推论得到的演化过程,缺乏深部证据;通过海峡两边陆域应变场推测,精度和分辨率受到限制.本文利用福建陆域及台湾海峡的主动源和被动源观测资料,采用速度和界面联合反演的方法,研究建立福建及台湾海峡地区三维速度结构,探讨滨海断裂带的形态与位置.论文在系统总结国内外相关研究现状的基础上,开展了深入研究工作,取得创新成果如下:(1)提出了气枪激发下地面运动弱信号识别新方法.利用气枪激发气泡波的低频窄带特性,提出了一种提高信噪比方法?谱白化叠加法.从理论上证明了该方法不会改变传播相位特征,通过数值模拟验证了该方法具有强稳定性、高可靠性和不受其他噪声干扰等特点.(2)建立了福建地区主动源与被动源资料数据库.收集整理了福建地区天然地震、人工爆破,气枪源产生的固定台和流动台的震相资料,共得到182 252个P波和7 450个S波到时记录,建立震源与接收震相的数据库.(3)提出了一个新的福建地区一维标准化速度模型.利用656次地震和22炮人工震源的10 725个P波到时和7 450个S波到时,反演得到了福建及台湾海峡中南部地区的一维速度模型.通过两个台站的理论面波格林函数和实际地震记录中提取的面波格林函数的对比,验证本文提出的一维速度模型的合理性.(4)提出了福建地区高分辨率的三维速度模型.利用陆域天然地震和人工震源的观测数据、海域走航式大容量气枪激发的观测记录,通过棋盘网格测试,确定了最优剖分尺寸;利用一维速度模型作为初始模型,采用快速行进方法和子空间反演方法,首次给出了水平0.15°×0.15°的高分辨率三维速度P波模型.(5)基于本文提出的高分辨率三维速度模型,对滨海断裂带两侧的莫霍面起伏形状进行了分析,进一步证明了该断裂是切割莫霍面的深大断裂.