利用Ground-Truth资料和Messy GA方法反演渤海湾盆地及其邻区地壳P波速度模型
|
摘要
收集了1978～2003年位于渤海湾盆地及其邻近地区(大体位于东经112°～122°,北纬34°～44°之间)所记录到的的总计10534个地震或人工爆破事件的Pn、Pg以及P波到时数据,运用GT5准则,从中挑选出相对精确和可信度较高,且具有代表性的的10个地震事件,使用MessyGA算法,分别反演了这10个地震事件所对应的一维地壳P波速度模型.反演的局部地壳模型与已知结果对应较好,基本反映了震中区的地壳速度结构特征.该方法原理简单,计算方便,可用于确定局部和区域的地壳速度模型.
We collect arrival-time data of Pn, Pg and P phases of 10534 earthquakes or artificial explosions occurred in Bohai Bay Basin and its adjacent area, between 1978 and 2003. Using the criteria of GT5, we choose 10 representative events, all of which have relatively high accuracy and confidence, and then inverse 1-D crustal P-wave velocity models with Messy GA, by using various events. Our results, especially the local crustal models, are in good accordance with the known results of others, and reflect the principle characters of crustal velocity structure beneath each epicenter on the whole. The theory of our method is very simple, and it is robust to find the local and regional crustal velocity model.
We collect arrival-time data of Pn, Pg and P phases of 10534 earthquakes or artificial explosions occurred in Bohai Bay Basin and its adjacent area, between 1978 and 2003. Using the criteria of GT5, we choose 10 representative events, all of which have relatively high accuracy and confidence, and then inverse 1-D crustal P-wave velocity models with Messy GA, by using various events. Our results, especially the local crustal models, are in good accordance with the known results of others, and reflect the principle characters of crustal velocity structure beneath each epicenter on the whole. The theory of our method is very simple, and it is robust to find the local and regional crustal velocity model.
引文
[1]滕吉文.固体地球物理学概论[M].北京:地震出版社,2003.170～193.
[2]KennettBLN,EngdahlER.Traveltimesforglobalearthquake locationandphaseidentification[J].Geophys.J.Int.,1991,105:429～465.
[3]CrossonRS.Crustalstructuremodelingofearthquakedata:Part1,Simultaneousleastsquaresestimationofhypocenter andvelocityparameters[J].JGR,1976,81(17):3036～3046.
[4]CrossonRS.Crustalstructuremodelingofearthquakedata:Part2,VelocitystructureofthePugetSoundregion,Wash ington[J].JGR,1976,81(17),3047～3054.
[5]StoffaPL,SenMK.Nonlinearmultiparameteroptimization usinggeneticalgorithms:inversionofplane waveseismograms[J].Geophysics,1991,56:1794～1810.
[6]StoffaPL,SenMK.Seismicwaveforminversionusingglobal optimization[J].JSeismicExploration,1992,1:9～27.
[7]SambridgeMS,DrijkoningenGG.Geneticalgorithmsinseis micwaveforminversion[J].GeophysJInt,1992,109:323～342.
[8]ZhouR,TajimaF,StoffaPL.Applicationofgeneticalgo rithmstoconstrainnear-sourcevelocitystructureforthe1989Sichuanearthquakes[J].BSSA,1995,85(2):590～605.
[9]KingSD.Radialmodelsofmantleviscosity:resultsfroma geneticalgorithms[J].Geophys.JInt.,1995,122:725～734.
[10]万永革,刘瑞丰,李鸿吉.用遗传算法反演京津唐张地区的三维地壳结构和震源位置[J].地震学报,1997,19(6):623～633.
[11]BondarI,YangX.,North,RG,etal.Locationcalibration dataforCTBTmonitoringatthePrototypeInternationalData Center[J].PureApplGeophys,2001,158(1):19～34.
[12]BondarI,Myers,SC,Engdahl,ER,etal.Epicenteraccu racybasedonseismicnetworkcriteria[J].GeophysJInt,2004,156:483～496.
[13]GoldbergDE,KorbB,DebK.Messygeneticalgorithms:Motivation,analysis,andfirstresults[J].ComplexSys tems,1989,3(5):493～530.
[14]GoldbergDE,DebK,KorbB.Messygeneticalgorithmsre vised:Studiesinmixedsizeandscale[J].ComplexSystems,1990,4(4):415～444.
[15]吴兴宁,周建勋.渤海湾盆地构造成因观点剖析[J].地球物理学报,2000,15(1):98～107.
[16]漆家福,等.渤海湾新生代裂陷盆地的伸展模式及其动力学过程[J].石油实验地质,1995,17(4):16～323.
[17]刘光鼎.回顾与展望———21世纪的固体地球物理[J].地球物理学进展,2002,17(2):191～197.
[18]滕吉文,姚虹,周海南.北京,天津,唐山和张家口地区的地壳构造[J].地球物理学报,1979,22(3):218～235.
[19]张成科,张先康,赵金仁,等.渤海湾及其邻区壳幔速度结构研究与综述[J].地震学报,2002,14(4):418～315.
[20]谯汉生,方朝亮,牛嘉玉,等.渤海湾盆地深层石油地质[M].北京:石油工业出版社,2002.1～33.
[21]冯锐,黄桂芳,郑书真,等.华北地区地壳构造与地震活动[J].地质学报,1989,63(1):111～123.
[22]朱露培,曾融生,刘福田.京津唐张地区地壳上地幔三维P波速度结构[J].地球物理学报,1990,33(3):267～277.
[23]孙若昧,赵燕来,梅世蓉.渤海及其邻区的地震层析成像[J].地球物理学报,1993,36(1):44～54.
[24]孙若昧,刘福田.京津唐地区地壳结构与强震的发生I.P波速度结构[J].地球物理学报,1995,38(5):599～607.
[25]丁志峰,曾融生.用近震资料反演京津唐地区的地壳三维速度结构[J].华北地震科学,1994,12(2):15～20.
[26]何正勤,丁志峰,叶太兰,等.中国大陆及其邻域地壳上地幔速度结构的面波层析成像研究[J].地震学报,2001,23(6):596～603.
[27]潘科,蒋秀琴,卢造勋,等.辽宁及邻区地壳上地幔三维速度的地震成析成像[J].地震地磁观测与研究,2001,22(2):92～98.
[28]段永红,张先康,方盛明.华北地区上部地壳结构的三维有限差分层析成像[J].地球物理学报,2002,45(3):362～369.
[29]卢造勋,蒋秀琴,潘科,等.中朝地台东北缘地区的地震层析成像[J].地球物理学报,2002,45(3):338～354.
[30]EngdahlER,vanderHilstR,BulanfR.GlobalTeleseismic EarthquakeRelocationwithImprovedTravelTimesandPro ceduresforDepthDetermination[J].BSSA.,1998,88(3):722～743.
[31]朱元清,赵仲和.提高地震定位精度新方法的研究[J].地震地磁观测与研究,1997,18(5):59～67.
[32]嘉世旭,刘昌铨.华北地区人工地震测深震相与地壳结构研究[J].地震地质,1995,17(2):97～105.
[33]张碧秀,汤永安,夏铁军,等.聊城—荣城地壳二维速度结构———初探“泰山震”之谜[J].中国地震,1996,12(2):141～146.
[34]徐杰,高战武,宋长青,等.太行山山前断裂带的构造特征[J].地震地质,2000,22(2):111～122.
[35]刘昌铨,嘉世旭.唐山地震区地壳上地幔结构特征———二维非均匀介质中理论地震图计算和结果分析[J].地震学报,1986,8(4):341～353.
[36]曾融生,陆涵行,丁志峰.从地震折射和反射剖面结果讨论唐山地震成因[J].地球物理学报,1998,31(4):383～398.
[37]张建狮,祝治平,张先康,等.山西高原北部地壳上地幔地震波速结构与深部构造[J].地震地质,1997,19(3):220～226.
[38]张成科,张先康,盖玉杰,等.大同—阳高震区及其邻区壳幔速度结构与深部构造[J].地震地质,1998,20(4):391～398.
[39]赵金仁,张先康,张成科,等.河南林县地震区地壳深部构造背景探讨[J].中国地震,1999,15(3):229～236.
[40]祝治平,张建狮,张成科,等.山西中南部壳幔结构的研究[J].地震学报,1999,21(1):42～49.
[41]张碧秀,汤永安.沂沭断裂带地壳结构特征[J].中国地震,1988,4(3):16～22.
[42]张成科,赵金仁,任青芳,等.豫北及其外围地区地壳上地幔结构研究[J].地震地质,1994,16(3):243～253.
[43]赵学平,王光奇,付立新,等.黄骅含油气盆地构造研究[R].大港石油管理局石油地质勘探开发研究院,1995,1～263.
[44]虎喜凤,刘明清,赵丽,等.豫北地区居里面与地震关系的研究[J].华北地震科学,2000,18(3):26～31.
[2]KennettBLN,EngdahlER.Traveltimesforglobalearthquake locationandphaseidentification[J].Geophys.J.Int.,1991,105:429～465.
[3]CrossonRS.Crustalstructuremodelingofearthquakedata:Part1,Simultaneousleastsquaresestimationofhypocenter andvelocityparameters[J].JGR,1976,81(17):3036～3046.
[4]CrossonRS.Crustalstructuremodelingofearthquakedata:Part2,VelocitystructureofthePugetSoundregion,Wash ington[J].JGR,1976,81(17),3047～3054.
[5]StoffaPL,SenMK.Nonlinearmultiparameteroptimization usinggeneticalgorithms:inversionofplane waveseismograms[J].Geophysics,1991,56:1794～1810.
[6]StoffaPL,SenMK.Seismicwaveforminversionusingglobal optimization[J].JSeismicExploration,1992,1:9～27.
[7]SambridgeMS,DrijkoningenGG.Geneticalgorithmsinseis micwaveforminversion[J].GeophysJInt,1992,109:323～342.
[8]ZhouR,TajimaF,StoffaPL.Applicationofgeneticalgo rithmstoconstrainnear-sourcevelocitystructureforthe1989Sichuanearthquakes[J].BSSA,1995,85(2):590～605.
[9]KingSD.Radialmodelsofmantleviscosity:resultsfroma geneticalgorithms[J].Geophys.JInt.,1995,122:725～734.
[10]万永革,刘瑞丰,李鸿吉.用遗传算法反演京津唐张地区的三维地壳结构和震源位置[J].地震学报,1997,19(6):623～633.
[11]BondarI,YangX.,North,RG,etal.Locationcalibration dataforCTBTmonitoringatthePrototypeInternationalData Center[J].PureApplGeophys,2001,158(1):19～34.
[12]BondarI,Myers,SC,Engdahl,ER,etal.Epicenteraccu racybasedonseismicnetworkcriteria[J].GeophysJInt,2004,156:483～496.
[13]GoldbergDE,KorbB,DebK.Messygeneticalgorithms:Motivation,analysis,andfirstresults[J].ComplexSys tems,1989,3(5):493～530.
[14]GoldbergDE,DebK,KorbB.Messygeneticalgorithmsre vised:Studiesinmixedsizeandscale[J].ComplexSystems,1990,4(4):415～444.
[15]吴兴宁,周建勋.渤海湾盆地构造成因观点剖析[J].地球物理学报,2000,15(1):98～107.
[16]漆家福,等.渤海湾新生代裂陷盆地的伸展模式及其动力学过程[J].石油实验地质,1995,17(4):16～323.
[17]刘光鼎.回顾与展望———21世纪的固体地球物理[J].地球物理学进展,2002,17(2):191～197.
[18]滕吉文,姚虹,周海南.北京,天津,唐山和张家口地区的地壳构造[J].地球物理学报,1979,22(3):218～235.
[19]张成科,张先康,赵金仁,等.渤海湾及其邻区壳幔速度结构研究与综述[J].地震学报,2002,14(4):418～315.
[20]谯汉生,方朝亮,牛嘉玉,等.渤海湾盆地深层石油地质[M].北京:石油工业出版社,2002.1～33.
[21]冯锐,黄桂芳,郑书真,等.华北地区地壳构造与地震活动[J].地质学报,1989,63(1):111～123.
[22]朱露培,曾融生,刘福田.京津唐张地区地壳上地幔三维P波速度结构[J].地球物理学报,1990,33(3):267～277.
[23]孙若昧,赵燕来,梅世蓉.渤海及其邻区的地震层析成像[J].地球物理学报,1993,36(1):44～54.
[24]孙若昧,刘福田.京津唐地区地壳结构与强震的发生I.P波速度结构[J].地球物理学报,1995,38(5):599～607.
[25]丁志峰,曾融生.用近震资料反演京津唐地区的地壳三维速度结构[J].华北地震科学,1994,12(2):15～20.
[26]何正勤,丁志峰,叶太兰,等.中国大陆及其邻域地壳上地幔速度结构的面波层析成像研究[J].地震学报,2001,23(6):596～603.
[27]潘科,蒋秀琴,卢造勋,等.辽宁及邻区地壳上地幔三维速度的地震成析成像[J].地震地磁观测与研究,2001,22(2):92～98.
[28]段永红,张先康,方盛明.华北地区上部地壳结构的三维有限差分层析成像[J].地球物理学报,2002,45(3):362～369.
[29]卢造勋,蒋秀琴,潘科,等.中朝地台东北缘地区的地震层析成像[J].地球物理学报,2002,45(3):338～354.
[30]EngdahlER,vanderHilstR,BulanfR.GlobalTeleseismic EarthquakeRelocationwithImprovedTravelTimesandPro ceduresforDepthDetermination[J].BSSA.,1998,88(3):722～743.
[31]朱元清,赵仲和.提高地震定位精度新方法的研究[J].地震地磁观测与研究,1997,18(5):59～67.
[32]嘉世旭,刘昌铨.华北地区人工地震测深震相与地壳结构研究[J].地震地质,1995,17(2):97～105.
[33]张碧秀,汤永安,夏铁军,等.聊城—荣城地壳二维速度结构———初探“泰山震”之谜[J].中国地震,1996,12(2):141～146.
[34]徐杰,高战武,宋长青,等.太行山山前断裂带的构造特征[J].地震地质,2000,22(2):111～122.
[35]刘昌铨,嘉世旭.唐山地震区地壳上地幔结构特征———二维非均匀介质中理论地震图计算和结果分析[J].地震学报,1986,8(4):341～353.
[36]曾融生,陆涵行,丁志峰.从地震折射和反射剖面结果讨论唐山地震成因[J].地球物理学报,1998,31(4):383～398.
[37]张建狮,祝治平,张先康,等.山西高原北部地壳上地幔地震波速结构与深部构造[J].地震地质,1997,19(3):220～226.
[38]张成科,张先康,盖玉杰,等.大同—阳高震区及其邻区壳幔速度结构与深部构造[J].地震地质,1998,20(4):391～398.
[39]赵金仁,张先康,张成科,等.河南林县地震区地壳深部构造背景探讨[J].中国地震,1999,15(3):229～236.
[40]祝治平,张建狮,张成科,等.山西中南部壳幔结构的研究[J].地震学报,1999,21(1):42～49.
[41]张碧秀,汤永安.沂沭断裂带地壳结构特征[J].中国地震,1988,4(3):16～22.
[42]张成科,赵金仁,任青芳,等.豫北及其外围地区地壳上地幔结构研究[J].地震地质,1994,16(3):243～253.
[43]赵学平,王光奇,付立新,等.黄骅含油气盆地构造研究[R].大港石油管理局石油地质勘探开发研究院,1995,1～263.
[44]虎喜凤,刘明清,赵丽,等.豫北地区居里面与地震关系的研究[J].华北地震科学,2000,18(3):26～31.
版权所有：© 2023 中国地质图书馆 中国地质调查局地学文献中心