天然地震后续PmP震相走时特征及在地壳结构成像中的作用——以日本东北活火山地区为例

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• 责任者：夏少红^c中国科学院南海海洋研究所中国科学院边缘海地质重点实验室 ; 丘学林 ; 徐辉龙 ; 赵明辉 ; 施小斌
• 刊名：中国科学：地球科学
• 出版年：2011
• 卷期：41^b2
• 关键词：震相分析 ; 地壳结构 ; 火山作用12^a日本20^a层析技术 ; 成像 ; 三分量地震仪 ; 弹性波 ; 走时30^aPmP震相
• 页码：141～148
• 索书号：P106/141-1
• 图表：^c参21插图
• 分类号：1400,1410
• 文摘期号：2011/08

摘要

天然地震后续PmP震相的射线路径两次穿越地壳内部，能够极大地提高射线的交叉和覆盖程度，对改善地壳内部结构的成像精度具有重要作用。该文首先对不同震源深度的天然地震后续PmP震相走时特征进行了理论研究，发现随着偏移距的增加，不同震源深度的天然地震后续PmP震相的理论走时差逐渐地变小；并且将PmP震相与初至P波震相的到时差进行了对比分析，其结果显示当偏移距小于约120 km时初至震相为来自地壳内部的折射震相(Pg震相)，震源深度越浅，两震相的走时差越大；而当偏移距大于约150 km时初至震相为来自上地幔的折射震相(Pn震相)，震源深度越浅，两震相的走时差却越小。然后根据不同震源深度的PmP震相走时特征、波形振幅特征和粒子运动轨迹特征，以日本东北活火山地区为例，从地震波形中拾取到了394个PmP震相数据和3 356个初至P波数据。使用这些走时数据，分析了PmP数据对日本东北活火山地区地壳结构成像精度的改善程度，发现加入PmP震相后，地壳内部的射线交叉程度得到很大的改善，地壳尤其是下地壳结构成像的精度得到了有效提高，获得了清晰的火山岩浆上升通道，且岩浆上升过程中产生的低频微震均分布在该低速通道的周边，具有很好的耦合关系。这说明了天然地震后续PmP震相在地壳精细结构成像中能发挥极其重要的作用。