台湾海峡西南部地壳结构的地震-重力联合反演
文献类型：学位论文
| 作者 | 王笋 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 丘学林 |
| 关键词 | 台湾海峡西南部，海陆联测，地壳结构，地震-重力联合反演 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 海洋地质 |
| 其他题名 | Crustal structure beneath Southwest Taiwan Strait imaged by joint inversion of seismic and gravity data |
| 英文摘要 | 台湾海峡位于华南陆块东南缘，华南陆块受印藏碰撞的影响往东南方向逃逸挤出，而菲律宾海板块往北西向快速俯冲，在此双重挤压下，构造运动及地壳变形强烈。福建东南-研究区历史上发生过多次7.0级以上大地震，近年来中小地震频繁，密集成带，6级以上地震时有发生。以往研究认为，台湾海峡西部的滨海断裂带是现今仍在活动的断裂带，也是我国东南沿海海域最重要的一条发震构造带。探明台湾海峡西南部的深部构造特征特别是Moho面形态，在此基础上分析区内主要断裂带向深部的延伸情况、地质演化和动力学机制，探索深部构造环境对地震蓄能条件的影响，有利于提升台湾海峡中强地震的预警能力及福建沿海防震减灾的综合能力，具有重要的科学意义和社会价值。广角反射/折射地震方法是目前探测地壳深部结构的重要方法，对大陆边缘地区的深部构造调查，海陆联合深地震探测是最为有效的手段。福建省地震局2013-2015年在福建-台湾海峡西南部实施了多条海陆联合深地震探测剖面，并于2015-2017年在这些深地震剖面上实施了重力、多道地震探测，打下了良好的数据基础。本文对这些资料进行了分析整理，发现以目前的技术手段，获得准确的台湾海峡西南部地壳结构模型仍存在一些亟待解决的问题。地壳尺度的深地震探测是一个系统工程，采集、处理、解释环节中的所有问题都会影响到地质信息的正确提取。因此本文对深地震探测成效有较大影响但尚未引起重视的四个问题展开了研究，较好的克服了这些问题对深部结构研究的不利影响，并在技术方法上有所发展：大容量气枪震源的频带和波形特征：通过分频扫描，确定广角地震探测中大容量气枪源数据的最高有效频率可达17 Hz，10 Hz以上频率成分对压缩地震子波长度以准确追踪震相提取走时非常重要，同时对识别PmP等反射震相非常关键，因此必须充分利用原始数据的有效频带。海底地震仪（OBS）的仪器特性：实现了对海底地震仪时间和坐标的精细校正；通过对比分析得到速度检波器数据信噪比远低于压力检波器的原因部分在于耦合效果较差，部分在于浅海的环境噪声远大于深海，且OBS壳体对水流冲击干扰有放大作用。广角地震走时的表层改正：注意到新生界地层厚度剧烈变化使广角地震震相强烈扭曲，为此利用多道地震剖面和初至波层析反演成果建立高精度沉积层速度结构模型，计算出各个激发/接收点低速层产生的延时并减去，有效去除了浅层速度扰动对深部构造反演的干扰。广角地震-重力联合反演：海陆联合深地震探测往往由于陆上震源布设困难，海底地震仪在浅海中的信噪比远低于深海，近岸水域施工不便等因素，地震数据集极不完备，多解性非常严重。加之由于台湾海峡特殊的历史原因，气枪激发线长度较短且难以向东扩展，使得模型靠近海峡中部的部位无射线覆盖。因此，使用重力数据约束地震反演过程以降低多解性，并以重力信息为主反演海峡中部的Moho面深度，是目前唯一切实可行的手段。使用广角地震-重力联合反演得到的3条剖面的二维地壳结构模型显示，台湾海峡西南部海岸线附近的大型重力梯度带主要是长乐-南澳断裂带下方的Moho面深度变化产生的（地壳自西向东发生约3 km的减薄），而前人所谓滨海断裂带下方Moho面深度和地壳分层结构均未见显著变化，据此推断滨海断裂带泉州-漳州段应未切穿地壳，丛集的地震的动力学机制仍待进一步研究。总体而言台湾海峡西南部的Moho面起伏较为平缓，基本处于地壳均衡状态。台湾海峡西南部以NW向的漳州-高雄断裂带为界，以北的厦门-泉州外海地壳无明显减薄，弹性厚度较大，因此以较高角度俯冲至台湾岛下方，沉降机制为地壳挠曲引起的整体向SE倾斜；而断裂以南地壳发生约5 km的减薄，弹性厚度较小，以较低角度俯冲至台湾岛-吕宋岛弧下方，符合典型的前陆盆地特征，即前渊—台西南盆地、前隆—台湾浅滩、后渊—海峡西南部，沉降中心在靠近大陆一侧。菲律宾海板块向NW方向与欧亚板块推挤产生的强大挤压作用是台湾海峡西南部地壳运动的主要动力来源，而该区断块差异性运动的根源可能是南海东北部在早新生代发生的张裂过程，漳州-高雄断裂带以南的地壳由于此次张裂发生减薄，其在菲律宾海板块NW向推挤作用下产生的挠曲变形范围远大于断裂带以北的区域。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18164]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（博士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王笋. 台湾海峡西南部地壳结构的地震-重力联合反演[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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