本文对地球物理反演的发展历史和研究现状作了简单回顾,交待了大华北及其邻区的构造环境,阐述了本文所采用的反演方法的基本原理,分析了资料的可靠性和准确性,选择了适当的反演模型,得出了较好的反演结果,并对本地区的反演分辨率进行了讨论。 本文的研究区域是大华北及其邻区(107°E-124°E,28°N-42°N),即通常所指的大华北地区及其以南部分地区。这个区域是我国地震活动强烈的地区之一,曾多次发生强烈破坏性地震,区内既有大陆内部的碰撞造山带(秦岭-大别造山带),又有贯通本区南北的大型断裂带(郯庐断裂带)和大型重力梯级带(太行山),地质构造十分复杂。 本文利用区域地震到时资料、部分人工地震资料和远震的P波资料,使用赵大鹏博士提供的程序,用体波地震成像技术重建了本地区地壳上地幔的三维速度结构。对所使用的资料的可靠性作了充分的分析,对资料在本地区的层析成像分辨能力作了比较,使用了适合本次工作的分辨率0.5°×0.5°,反演出了与区域大地构造相对应的较好的结果。 本文利用大华北及其邻区475个地震台站的区域地震资料(共15714个区域地震,P波震相114971个,S波震相102142个)、三条人工地震剖面初至P波走时数据(江苏8401,山东8509,大别山9511,共51炮的数据)和4975个远震(76620个远震P波)资料。以水平方向0.5°×0.5°,垂直方向以1km、10km、25km、42km、60km为间隔划分网格,并建立初始三维速度模型。用近似弯曲射线追踪方法计算走时和射线路径,用LSQR算法进行反演。在反演之前,用检测方法分析了所用地震资料的层析成像分辨率。层析成像结果较好地反映了本地区的地壳上地幔速度结构特征。 结果表明: (1) 使用区域地震资料、远震资料和人工地震资料联合进行层析成像能够取得好的结果。 (2) 大华北及其邻区大的构造如燕山构造带、太行山前构造带、汾渭构造带、郯庐断裂带及秦岭-大别构造带等都与该区地壳上地幔的低速或高、低速度相邻的部位相对应,华北断块与扬子断块速度异常沿秦岭-大别碰撞带存在明显的分区特征,扬子断块波速异常较少,没有明显的横向不均匀性,而华北断块多