結構和震源是天然地震學領域最重要的兩個研究方向。二者是緊密相關的,對結構的研究離不開對震源的理解,對震源的研究也離不開對結構的認識。本論文將圍繞結構和震源這兩大主題,介紹以下三方面的研究:(1)利用在內核邊界前臨界反射的PKiKP震相研究內核邊界的精細結構;(2)利用多種地震波觀測資料,研究朝鮮2017年核試驗后發(fā)生的四個小震事件的位置和震源性質;(3)利用匹配定位方法檢測朝鮮核試驗場周邊2017年5月至2018年4月間的小震事件,探討朝鮮2017年核試驗觸發(fā)的天然地震序列的特征。地球內核邊界的精細結構可以幫助我們理解內核的凝固過程、外核組分及地磁場起源。我們從日本Hi-net臺網(wǎng)的地震波形數(shù)據(jù)中收集了 1263對高質量的PKiKP-PcP觀測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)采樣了中國中部、日本海東南部、北太平洋西部和鄂霍次克海西南部下方的內核邊界。PKiKP-PcP走時殘差和波形差異表明,采樣的內核邊界區(qū)域均呈現(xiàn)平坦的界面,其地形起伏不超過1.5千米;在鄂霍次克海西南部下方的局部內核邊界存在一個橫向變化的厚度約4-8千米的糊狀層,而周圍其他區(qū)域的內核邊界則表現(xiàn)出尖銳的界面。這一研究結果首次提出了內核邊界局部區(qū)域存在糊狀層的地震學證據(jù)。朝鮮2017年9月3日核試驗后緊跟著發(fā)生了幾個小震事件,引起了科學界、媒體與民眾的極大關注。我們利用事件對之間的相對時間差、相對極性以及體波和面波觀測數(shù)據(jù),并結合理論波形模擬技術,確定了核試驗后的四個小震事件的相對位置和震源性質。核試驗后8.5分鐘發(fā)生的事件是一個位于核試驗中心西北方向440 ± 260米的塌陷事件,其震源可以用一個方位角為～150°、傾角為70°-75°的近垂直單力源來描述。而其余的三個事件則是發(fā)生在核試驗場北部～8.4 ± 1.7千米處的520米小區(qū)域內的天然地震群,其深度大于2.4千米,其震源機制是一個沿著近南北方向的高傾角(傾角為50°-90°)的近純走滑事件。朝鮮2017年核試驗后在試驗場周圍發(fā)生了一系列小震事件,但完整的地震目錄及事件的性質尚不清楚。我們利用匹配定位和單臺滑動互相關方法,對朝鮮2017年核試驗前4個月至后8個月內核試驗場區(qū)域的小震事件進行了調查。核試驗前4個月內沒有檢測到小震事件,而核試驗后8個月內檢測到了 86個天然地震事件,表現(xiàn)出強烈的地震活動性。這些地震序列均發(fā)生在朝鮮核試驗場北邊8.4千米處的2千米的區(qū)域范圍內,近似沿著南北方向排布。理論應力場的計算表明這些小震事件是由2017年核試驗觸發(fā)的地震序列。
【學位單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P315
【部分圖文】：

通常會使用與ＰＫＩＫＰ射線路徑相似且不經過內核的震相作為參考震相。常??用的參考震相包括內核邊界反射震相ＰＫｉＫＰ、從外核底部折返的ＰＫＰｂｃ震相和??從外核頂部折返的ＰＫＰａｂ震相（圖１．１）。在１３０°－１４３°震中距范圍內，內核邊界??的反射波ＰＫｉＫＰ可以作為參考震相，用于研宄內核頂部１００千米內的地震學結??構；在１４６°－１５６°震中距范圍內，通常用從外核底部折返的ＰＫＰｂｃ震相作為參考??震相，用于研究內核頂部１５０－３５０千米的地震學結構；對于更遠的震中距范圍，??通常用從外核中部折返的ＰＫＰａｂ震相作為參考震相，可以研宄內核中心９００千??２??

１９９０；?Ｋｏｐｅｒ?ｅｔ?ａｌ．，?２００４，?２００５）?＝??為了消除地球淺部結構的影響，我們同時使用從核幔邊界反射的ＰｃＰ震相??作為參考震相。由于ＰＫｉＫＰ和ＰｃＰ震相在地球淺部有相似的射線路徑（圖２．１?），??因而使用ＰＫｉＫＰ－ＰｃＰ的相對走時信息可以消除震源發(fā)震時刻的影響，并減小定??位誤差和地球淺部不均勻性的影響，進而可以用于約束內核邊界的地形起伏。同??理，由于ＰＫｉＫＰ和ＰｃＰ在震源處有相近的出射角，在臺站處有相近的入射角，二??１３??

??圖２．１用于內核邊界研宄的ＰＫｉＫＰ和ＰｃＰ展相路徑。??ＰＫｉＫＰ?（紅色射線）是從內核邊界反射的震相；ＰｃＰ?（藍色射線）是從核幔邊界反射的震相。??本圖中的射線路徑是基于ＰＲＥＭ模型（Ｄｚｉｅｗｏｎｓｋｉｅｔａｌ．，１９８１），震源（黑色五角星）深度??３００千米，臺站（黑色三角）震中距分別為３０°和３５°。??者波形的差異可以消除震源本身的復雜性以及臺站下方復雜結構對波形的影響，??因而可以利用ＰＫｉＫＰ－ＰｃＰ波形差異來約束內核邊界附近的精細結構。??ＰＫｉＫＰ由于其理論振幅很小，因而很難被觀測到，這就要求臺站有很高的信??噪比。另一方面，ＰＫｉＫＰ震相可能會被同一地震的其他震相或者其他區(qū)域地震??的震相千擾，容易將其他震相誤認為是ＰＫｉＫＰ震相，因而需要利用臺網(wǎng)或臺陣??數(shù)據(jù)，綜合震相到時、震相慢度以及波形等信息鑒定并拾取ＰＫｉＫＰ震相。??本文中
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本文編號：2865809