郯庐断裂带中南段地壳介质3D散射衰减结构

Based on seismic scattering and attenuation theory, the 3-D scattering attenuation structure of crust medium below the middle-south segment of Tancheng-Lujiang fault zone is studied by modified coda envelope inversion analysis method. Space distribution of QC values of crust medium below the seismic station is obtained by single scattering model(Sato).The Multi Lapse Time Window method are accepted to separate the scattering and intrinsic attenuation and obtain the mean scattering and intrinsic attenuation below the seismic station.3-D velocity structure in study area is got by double-difference tomography. The 3-D scattering attenuation is established based on 3-D velocity structure and the mean scattering and intrinsic attenuation below the seismic station. On the basis of single scattering model, double-couple seismic source and 3-D velocity structure, the Synthetic envelopes of S wave are calculated. The Synthetic envelopes and observation envelopes are fitting by a standard least squares technique iteratively to obtain 3-D scattering and intrinsic attenuation structure in study area. The 3-D scattering attenuation structure of crust medium supply a new evidence for the segmentation of fault zone and the segmentation of seismic active in intensity and in frequency. Besides, it also supply an evidence for the evolution of fault, the formation of tectonic blocks and the gestation of moderate earthquake. The results will supply and develop the method of 3-D scattering attenuation structure, and it is important to reveal the developmental history of Tancheng-Lujiang fault zone and gestation environment of moderate earthquake.

基于地震波散射与衰减理论，采用改进后的尾波包络线反演方法对郯庐断裂带中南段三维散射衰减结构进行研究。利用Sato单次散射模型获取台站下方地壳介质尾波QC值的空间分布；运用多流逝时间窗方法对散射衰减与吸收衰减进行分离，获取台站下方平均散射衰减和吸收衰减值；利用双差成像方法获取研究区三维速度结构。依托三维速度结构和台站下方平均散射衰减和吸收衰减值，建立三维散射衰减模型；以单次散射模型，双力偶源、三维速度模型为基础计算散射S波理论包络，用迭代最小二乘法对散射S波理论包络与观测包络进行拟合，获取研究区三维散射衰减和吸收衰减结构。根据地壳介质三维散射衰减结构，为郯庐断裂带的分段性、地震活动强度、频度的分段性提供新的依据；也为郯庐断裂带的演化、构造块体的形成、中强震孕育提供新的证据。研究结果对研究三维散射衰减结构的方法有所补充和发展，对认识郯庐断裂带的发育过程、中强地震孕育环境有重要意义。

以郯庐断裂带中南段及邻区为研究对象，收集研究区近20年的近震波形和走时数据。使用单次各向同性散射模型（Sato单次散射模型）得到了郯庐断裂带中南段及邻区尾波流逝时间窗长为30秒，40秒和50秒，中心频率4至18Hz时的尾波Qc值，Qc值与频率和尾波流逝时间窗长都有明显的相关性，Qc值随着频率和尾波流逝时间窗长的增加而增加；采用双差层析成像方法对郯庐断裂带中南段地壳速度和泊松比结构进行了研究，获得了郯庐断裂带中南段地壳结构的分段特征。郯庐断裂带中南段可划分为三段，即庐江以南段、庐江至郯城段及郯城以北段，郯城以北段可以细分为郯城至五莲和五莲以北两个亚段；使用多流逝时间窗方法对郯庐断裂带中段（山东段） 25 个台站的吸收衰减、散射衰减进行了分离，得到 25 个台站在 1-2 Hz、 2-4 Hz、 4-8 Hz 及 8-16Hz 时散射衰减、吸收衰减及总衰减的值。吸收衰减、散射衰减和总衰减的空间分布形态比较接近，和强震活动、主要断裂存在明显的关系，强震和断裂发育的位置多为散射衰减、吸收衰减和总衰减的过渡带上。沿着郯庐断裂带，散射衰减、吸收衰减和总衰减呈现明显的分段特征，莒南以南段表现为相对低值，而莒南至安丘段表现为相对高值，安丘以北段表现为相对低值。. 使用∗方法反演了郯庐断裂带中南段中上地壳分辨率为2.0° × 2.0°的三维和结构。三维和成像结果表明，郯庐断裂带呈现明显的分段性，分段点通过速度结构给出的基本相同，大致以庐江和郯城为分界点，划分为庐江以南段，庐江至郯城段和郯城以北段。庐江以南段和郯城以北段和表现为相对高值，而庐江至郯城段和表现为相对低值。本项目的研究成果为郯庐断裂带的演化、构造块体的形成、中强震孕育提供新的证据，对认识郯庐断裂带的发育过程、中强地震孕育环境有重要意义。