利用PKIIKP/PKIKP振幅比约束内核顶部S波速度结构

论文摘要

研究内核顶部的S波速度结构有助于了解内核的生长机制。在近极对极(178°~180°)的震中距范围内,从内核边界下表面反射的PKIIKP震相对于内核顶部的S波速度十分敏感,因此PKIIKP/PKIKP振幅比可以用于约束内核顶部的S波速度结构。近极对极的地震观测记录极少,但位于非洲北部的TAM台站记录到了4个振幅极强的PKIIKP震相。这些异常PKIIKP震相揭示了内核边界处的异常结构(外核底部P波速度逐渐下降至15%或者内核顶部存在接近于零的S波速度)。然而,利用TAM台站记录到的12个近极对极地震事件对这些异常PKIIKP震相进行详细的分析后,三个方面的分析结果表明这些异常震相实际上是PKIKP的尾波,它们可能来源于Tonga俯冲板片上方的不均匀结构。首先,这些异常震相出现在179°~179.6°的震中距范围内,内核边界处的异常速度结构无法较好的解释其振幅。其次,这些异常震相也出现在160°~170°的震中距范围中,其慢度接近于PKIKP。第三,这些异常震相的走时在TAM台站处的变化无法用PKIIKP震相的走时误差来解释。TAM台站附近(5°以内)不存在其余台站,因此无法从此台站近极对极地震记录中估计准确的PKIIKP/PKIKP振幅比。舍弃TAM台站的记录后,重新从美国IRIS数据中心以及中国地震局搜集了极对极地震记录。在178°~180°的震中距范围内一共收集到140个具有高信噪比(SNR>4)记录的地震事件。针对PKIIKP震相容易受PKIKP尾波干扰的特点,本文提出了改进的PKIIKP/PKIKP振幅比估计方法。利用均方根(RMS)估计振幅比时,这140个事件556个近极对极地震记录中PKIIKP/PKIKP振幅比的合理变化范围为0.05~0.65。这140个事件中有15个地震事件可以通过慢度分析拾取到受PKIKP尾波干扰较小的PKIIKP震相。利用RMS估计振幅比时,这15个地震事件234个近极对极地震记录中振幅比的合理变化范围为0.05~0.5。按步长为0.1°对震中距分段后,这234个记录在各段内RMS振幅比的最小值揭示了内核顶部约10km厚的层状结构中S波速度存在平均约10%的减少。利用波束能量估计振幅比时,这15个地震事件在175°~180°震中距范围的平均PKIIKP/PKIKP振幅比也揭示了内核顶部相同的S波速度异常结构。内核顶部S波速度异常层的平均层厚从10km逐渐减小时,S波速度的减少程度会逐渐增大。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王文爽

导师: 宋晓东

关键词: 振幅比,内核,波速度,尾波

来源: 武汉大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学,地质学,地球物理学

单位: 武汉大学

分类号: P315.2;P542.5

总页数: 59

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