Диссертация - ТРЕХМЕРНЫЕ СКОРОСТНЫЕ МОДЕЛИ ЗЕМНОЙ КОРЫ ТЯНЬ-ШАНЯ НА ОСНОВЕ БИ-СПЛАЙН ПАРАМЕТРИЗАЦИИ И ТРИАНГУЛЯЦИИ ДЕЛОНЕ
Содержание
Оглавление.
СОКРАЩЕНИЯ, ТЕРМИНЫ И ОБОЗНАЧЕНИЯ...5
ВВЕДЕНИЕ...6
ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТОМОГРАФИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ...12
1.1 Предыстория создания первых трехмерных моделей скоростей сейсмических волн ...12
1.2 Некоторые существующие трехмерные модели скоростей Р и S волн...13
Выводы к главе...16
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ РЕГИОНАЛЬНЫХ ТОМОГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПО ДАННЫМ ВРЕМЕН ПРОБЕГА ОТ ЛОКАЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ...18
2.1 Томография по временам пробега объемных сейсмических волн от землетрясений. Постановка задачи. Введение понятия параметризации функции...18
2.2 Формулы для вычисления частных производных. Различные способы параметризации модели...22
2.2.1 Блоковая параметризация...23
2.2.2 Параметризация с использованием Би-сплайнов...24
2.2.3 Параметризация модели с помощью тетраэдров, внутри которых скорость меняется линейно непрерывно...27
2.2.4 Несколько слов о других способах параметризации модели...28
2.3 Используемые стандартные статистические характеристики для оценки качества полученных результатов...29
2.4 Алгоритмы построения сейсмических лучей...30
2.4.1 Построение лучей в сферически-симметричной среде (одномерный луч) ...30
2.4.2 Построение лучей в горизонтально-неоднородных средах...31
2.5 Методы обращения матриц. Вычисление матрицы разрешения. Решение обратной задачи...38
2.5.1 Нахождение решения уравнения (34) с помощью построения системы нормальных уравнений...43
2.5.2 Нахождение решения уравнения (34) с помощью сингулярного разложения матрицы B...45
2.5.3 Нахождение решения уравнения (34) методом LSQR...46
2.6 Методы локации землетрясений в одномерных скоростных моделях...47
2.7 Различные способы введения весовых коэффициентов...52
2.8 Основные этапы любого сейсмотомографического исследования...54
2.8.1 Сортировка данных...54
2.8.2 Построение оптимальной одномерной модели и перелокация событий в полученной одномерной модели. Вычисление станционных поправок...57
2.8.3 Выбор алгоритма и его тестирование...58
2.8.4 Построение трехмерной модели и перелокация событий, проверка правильности проведенных расчетов...59
Выводы к главе...61
2
2
ГЛАВА 3 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ И ОЦЕНОЧНЫЙ АНАЛИЗ...62
3.1 Сравнение различных численных алгоритмов для расчета времени пробега луча и вычисления траекторий сейсмических лучей...62
3.2 Сравнение различных способов параметризации модели...68
3.3 Сравнение различных способов обращения матриц...72
3.4 Оценка влияния процедуры пересчета лучей и перелокации событий после каждой итерации на значение RMSw...73
3.5 Тестирование различных алгоритмов построения сейсмотомографических
моделей...75
Выводы к главе...84
ГЛАВА 4 ОБЩАЯ ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЯНЬ-ШАНЯ...86
4.1 Расположение исследуемого региона на топографической и тектонической картах...86
4.2 История развития региона...87
4.3 Магнитные аномалии...90
4.4 Аномалии силы тяжести, изостатическое состояние земной коры, плотность пород...91
4.5 Тепловое поле...93
4.6 Активные разломы, скорости современных деформаций...95
4.6.1 Скорости горизонтальных движений...95
4.6.2 Скорости вертикальных движений...97
4.7 Исследования Тянь-Шаня по сейсмологическим данным...97
4.7.1 Общая информация...97
4.7.2 Сейсмичность...102
4.7.3 Исследования методами глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ). 104
4.7.4 Исследования земной коры всего Тянь-Шаня методом сейсмической томографии по данным объемных волн...107
4.7.5 Исследования земной коры Cеверного Тянь-Шаня методом сейсмической томографии по данным объемных волн...111
4.8 Детальное изучение зоны сочленения Чуйской впадины и Киргизского хребта...
...113
Выводы к главе...115
ГЛАВА 5 ОПИСАНИЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАБОТЕ ДАННЫХ И АНАЛИЗ СЕЙСМИЧНОСТИ ТЯНЬ-ШАНЯ...117
5.1 Общие сведения об используемых данных...117
5.2 Анализ сейсмичности и месторасположения станций на территории Тянь-Шаня по имеющимся данным...125
5.3 Отбор данных для построения одномерных и трехмерных томографических моделей...129
5.3.1 Отбор данных для территории Cеверного Тянь-Шаня (41.9-43.4 с.ш., 73.5-76.5 в.д.)...129
5.3.2 Отбор данных для всей территории Тянь-Шаня...132
Выводы к главе...136
ГЛАВА 6 ПОЛУЧЕННЫЕ ОДНОМЕРНЫЕ И ТРЕХМЕРНЫЕ СКОРОСТНЫЕ МОДЕЛИ ТЯНЬ-ШАНЯ...138
6.1 Скоростные модели Северного Тянь-Шаня...138
о
о
4
6.1.1 Построение одномерных моделей, расчет станционных поправок и перелокация событий в одномерной модели для территории Северного Тянь-Шаня...
...138
6.1.2 Трехмерные модели Р и S волн для территории Северного Тянь-Шаня, перелокация событий в трехмерной модели...146
6.1.3 Геологотектоническая интерпретация полученных результатов и сравнение с существующими моделями для территории Северного Тянь-Шаня...165
6.2 Исследование всей территории Тянь-Шаня с использованием локальных данных. ...170
6.2.1 Построение одномерных моделей, расчет станционных поправок и перелокация событий в одномерной модели для территории всего Тянь-Шаня...170
6.2.2 Трехмерные модели Р и S волн для территории всего Тянь-Шаня, перелокация событий в трехмерной модели...171
6.2.3 Геологотектоническая интерпретация полученных результатов и сравнение с существующими моделями территории всего Тянь-Шаня...178
Выводы к главе...181
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ...183
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 СУЩЕСТВУЮЩЕЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ РЕШЕНИЯ СЕЙСМОТОМОГРАФИЧЕСКИХ ЗАДАЧ...186
1. Программа Velest [21]...186
2. Программа Sphypit90 [43]...186
3 Программа Simulps [55]...187
4 Программа Fatomo [19]...188
ЛИТЕРАТУРА...190
