大容量气枪震源在海陆联测中的应用:南海北部试验结果分析

利用海上大容量气枪震源和陆上地震台站在南海北部进行海陆联测试验尚属首次. 试验结果表明, “实验2号”调查船新枪阵的信号传播距离最远为255 km, 信号有效范围达5×10⁴ km², 覆盖了香港和珠江三角洲地区, 比旧枪阵在信号强度、传播距离和有效范围等方面都有大幅度提高, 说明气枪震源的更新改造是成功的. 与其他地区已有的试验结果相比较, 发现新枪阵的激发效果达到了国际同类震源的最好水平, 特别是在利用陆上固定地震台站接收远距离海上气枪信号方面有新的突破, 这对于沿海地区三维地壳结构的探测和“地震雷达”概念的实现具有重要的意义.     

南海海底天然地震台阵观测实验及其数据质量分析

长期的海底天然地震观测由于技术上的困难而极富挑战性.为了在这一领域积累经验,同时揭示南海中央海盆残留洋脊下的岩石圈结构,在南海深海区进行了一次较大规模的被动源海底地震仪(OBS)台阵观测实验.本文简述了此次实验的仪器、OBS的布放和回收状况,着重从多个角度分析了所收集的海底地震记录的数据质量.地震波形分析表明回收的OBS记录质量良好,来自远震、区域性地震和马尼拉俯冲带内的小震的主要震相都清晰可辨.海底背景噪音频谱分析显示OBS记录的噪音水平要高于全球平均噪音模型,且水平和垂直分量的数据质量存在差异,反映了洋流对于OBS各分量的不同影响及各分量与海底的耦合状况;在5~10 s周期范围内,多个OBS台站存在着一个噪音低值区,且水平分量和垂直分量在此频段噪音水平很接近.这一特征与开放大洋的噪音特征不同,说明南海这一边缘海的双频微噪音(double frequency microseism,DFM)的能量来源并不是远源.还利用瑞雷面波的偏振方向规律确定了OBS台站水平分量的方位,并对典型地震的瑞雷面波进行了频散分析.此外,还总结了这一实验对于在南海进行长期的海底天然地震观测的经验和教训.     

南海北部沉积层和地壳内低速层的分布与识别

与构造活动密切相关的低速层一直是地球物理学家关注的焦点,随着我国南海北部海域海底地震仪与海陆联合地震探测的发展,完成的6条测线解释结果初步揭示了该区地壳结构特征,展现了低速层的分布情况．在南海北部共有5处发现速度倒转现象,其中3处发现于莺歌海盆地和珠江口盆地,属于沉积层中的低速层,其特征深度一般为2．0—6．0 km、速度2．5—3．0 km·s~(-1)、厚度为2．0—4．6 km,由于埋深较浅,可以利用折射震相与反射震相相结合的方法辨识低速层．其余2处位于南海东北部与西北部的海陆过渡带处,属于壳内低速层,其特征深度一般为7．0—18．0 km、速度为5．5—6．0 km·s~(-1)、厚度为3．0—6．0 km,由于埋深较大,难以接收到低速层底界面的反射波,而采用低速层走时间断的特性进行辨识．并结合其他学科的研究成果,初步探讨了不同深度低速层的构造成因,为南海形成演化理论提供了科学依据．     

南海东北部三分量海底地震仪记录中横波的识别和分析

纵横波联合应用可以得到更多的有关各岩石圈层的岩性、物性等深部结构信息,将有效降低地壳结构研究中地质解释的多解性.然而,由于海上探测的特殊性,转换横波的记录较少,再加上转换横波的复杂性,使得横波研究一直是南海深部地壳结构研究中的弱项.南海东北部OBS-2001测线,布设11个三分量海底地震仪(OBS)记录地震数据,经过极化处理、带通滤波等方法处理后,目前在9个OBS径向分量记录中识别出转换横波震相.基于OBS7数据详细阐述了横波识别这一重要基础环节,并运用简单理论模型试算和射线追踪,确定了OBS7记录剖面中来自地壳与Moho面的PwSc,PgSs,PnSc,PmS等几组转换横波震相,该研究结果不仅为横波速度结构及Poisson比物性剖面提供数据保证,而且为今后横波信息的有效利用提供经验与借鉴,对南海岩石圈结构的精细研究具有重要意义.