城市地下孤石的地震波场响应特征及其在地震层析成像中的应用研究

城市浅层地质条件复杂,地下孤石是常见的地质灾害体.为降低城市地下空间开发过程中孤石造成的安全隐患,本文通过构建城市地下孤石的数值模型,分析地震波在含孤石介质中的传播特征,根据地震波的传播特征利用层析成像技术对孤石进行速度成像,并通过工程实例进行验证.研究表明:(1)地震波场的数值模拟是研究地球物理勘探的有效方法,能高效...     

地震波速层析成像方法研究进展

本文回顾了利用天然地震观测获取地下速度结构的方法。尽管有不同的新方法涌现,天然地震波速层析成像方法,尤其是多震相联合反演的格点层析成像方法,是当今使用广泛使用的层析成像方法之一,是对地球内部成像的最有效方式。波速层析成像方法的未来发展首先是提高第一手的观测资料,即增加接收地震波信息的地震台站分布密度;同时,通过多种地球物理方法联合反演相互约束可以给出较为严格的地球物理模型,并来降低了地球物理反演和解译的多解性,这是地球物理探测研究的趋势,也是天然地震波速层析成像方法的研究趋势。     

虚拟震源方法用于探测地下陡倾角地质构造

当常规地震勘探数据处理方法不能对地下存在的陡倾角地质构造获得满意的成像效果时,应用虚拟震源方法将垂直地震剖面( VSP,vertical seismic profile) 数据重构成单井剖面( SWP,single well profile) 数据,可以使得观测系统重构到更接近于井附近目标体的位置,震源和检波器都位于复杂的覆盖之下并避免井和地表之间未知速度信息的影响,从而获得对地下地质构造更好的成像分辨率。尤其是当地下存在诸如断层这样的陡倾角地质构造时,虚拟震源方法可以对目标体产生很好的成像效果。本文进行了声波数据和弹性波数据的模拟实验,将模型中的陡构造设置为断层,测试虚拟震源方法用于探测地下陡倾角地质构造的能力,对声波和弹性波介质都获得了满意的成像结果; 在应用稀疏观测系统进行测量时,仍然可以得到较好的成像效果。     

基于分段波形互相关的井下随采地震数据成像

随采地震勘探是以采煤机为震源的被动地震探测技术，由于采煤机是不断移动的、且其激发的是一种连续信号，因此常规数据处理方法无法直接应用。提出分段波形互相关方法，通过将采煤机产生的数据分段，采用互相关方法提取有效信号的走时，然后利用速度层析成像方法对工作面内部和切眼前方进行速度成像。利用波动方程对含异常体的工作面模型进行随采地震数值模拟，反演得到的成像结果和速度模型基本吻合；实际随采地震数据测试中，利用该方法对采煤机震源数据反演得到采动过程中地震波传播速度的成像结果，实现了对工作面内应力异常变化区域的实时动态监测。研究结果表明:基于分段互相关成像方法能解决采煤机震源信号处理问题，满足随采地震勘探技术实时性和稳定性的要求。      

不整合面下隐伏逆冲断层反射地震成像模拟研究

针对不整合界面下的逆冲断层进行反射地震勘探的可行性问题,进行了一项波动方程正演模拟数值试验。勘探的地质目标包括断层的断面形态,以及附近几个厚度仅仅为几米的地质透镜体。根据掌握的地质资料建立地震参数模型,用波动方程正演模拟技术模仿地震勘探观测系统的施工方式,滚动放炮合成了38炮地震数据,然后按照生产资料处理流程对这些数据进行处理,最后得到地震波速度模型剖面、地震数据叠加剖面以及偏移剖面等图像成果。试验结果表明,如果采用较高频率的震源信号,反射勘探地震成像方法可以有效地揭示不整合面下隐伏逆冲断层的空间展布形态,辨识地质透镜体存在。研究表明,选用主频为150Hz的高频率震源信号,可以使勘探达到最佳的分辨效果。     

高精度三维地震勘探关键技术研究及应用

针对目前中西部三维地震勘探存在的主要问题,以晋城成庄和潞安五阳两个采区三维地震勘探项目为依托,进行了高精度三维地震勘探技术攻关研究,总结出一套适合中西部复杂地区的"高精度三维地震勘探技术",即:以合理得当的观测系统、行之有效的成孔工具、严密完善的质量保证体系为基础,采用高密度采集技术、层析反演静校正技术、叠前时间偏移技术和岩性反演解释技术来提高三维地震勘探的精度和准确率。其中高密度采集技术具有小采样间隔、高覆盖次数、宽方位角、均匀的炮检距道集等优点,在提高横向分辨率的同时,也有效提高其纵向分辨能力,有利于小断层、小陷落柱或其它小地质异常的识别及解释;层析反演静校正技术特别适用于山地复杂地表条件,是解决山地资料静校正的一种有效方法;叠前时间偏移技术适用于速度纵向发生变化,而横向速度变化不大的地区,能够实现真正的共—反射点叠加,具有较好的构造成像效果和保幅性;岩性反演解释技术是将连续观测的地震资料与具有高纵向分辨率的测井资料进行关联实行优势互补,提高三维地震资料的纵、横向分辨率和对地下地质情况的勘探研究程度高。二个采区的的应用效果表明,上述技术极大提高了煤炭地质勘探的精度、准确率和解决地质问题的能力。     

用地震和电法联合成像方法探测地下洞穴

虽然大地的地震特性与电学物性之间无并直接关系,但它都与同一些地质构造有关。为了找出大地中这两种物理参数间存在最大构造相关性的解,我们发展了一种地震和电法联合成像方法,综合利用三种物探处理技术同时重现地震波速与电阻率,现已证实这种联合方法尤其适用于地下洞穴成像,这三种技术包括,非线性折射走时层析成像,折射走时偏移和直流电阻率层析成像,彼此同时地,地震层析成像通过迭代恢复出偏移所需的速度场,而偏移定出     

铜陵矿集区地壳浅表结构的地震层析研究

为了给铜陵矿集区成矿理论研究提供更多的地壳浅表结构信息 ,以及试验地震层析成像方法在金属成矿区的应用效果 ,利用高精度反射地震资料中的初至波走时数据 ,对铜陵矿集区地壳浅表结构进行了层析成像试验研究。结果显示 :矿集区浅表地壳的速度分布存在着丰富的结构变化特征 ,层析结果给出的速度变化特征与地表观察到的地质、构造、岩体和矿体分布存在着良好的对应关系。研究结果表明 ,初至波走时层析成像方法可以为深部隐伏矿床的勘探研究提供丰富的地壳浅表结构信息。笔者认为 ,今后还应考虑同时采用初至波和反射波走时 (甚至波形 )资料进行层析反演的方法 ,来进一步提高较深部 (>5 0 0m)地质目标的分辨能力。     

电磁驱动可控震源与夯击震源对比研究

地震勘探对地下地质结构的调查是一种行之有效的方法，但由于条件的限制，有些地区不适合采用炸药震源，而且炸药震源费用高，危险大，所以采用电磁驱动可控震源，为验证可控震源野外工作的稳定性，可靠性，有效性，在河北省迁安大石河铁矿进行了实际探测，通过与夯击震源对比，可控震源较夯击震源具有更高的分辨率，并可以自由选择频率范围。     

地球物理探测技术在成都市浅表地质结构调查中的应用研究

【研究目的】 查明城市浅表地质结构特征,对于城市地下空间规划、开发区建设、地质灾害评价等有着重要的指导意义,而无损、抗干扰能力强的地球物理探测技术在提供城市地区地下地质信息方面可以发挥关键作用。【研究方法】 为了支撑成都市浅表的三维地质填图工作,本文应用11种新、老地球物理探测技术,开展了成都市浅表地质结构的探测研究。【研究结果】 研究结果表明：（1）地质雷达对于近地表的地层结构成像、建筑结构识别分辨率较高;（2）瞬态面波、混合源面波、三分量频率谐振法对50 m以浅的地质结构识别能力强,分辨率很高,但探测深度有限;（3）微动勘探法和高密度电阻率法对50 m以浅的地质结构分辨率较高,但深部分辨率一般;（4）等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力强,施工效率高,50 m以浅分辨率较高,50~200 m深度范围内分辨率一般,对膏岩泥岩有较好的识别能力;（5）半航空瞬变电磁可弥补了常规物探方法无法进入特殊场地施工的不足;（6）浅层地震勘探对于浅地表50～300 m深度范围内的砂泥岩互层的变化特征和断层结构特征效果较好,配合自然伽马曲线,可有效识别砂泥岩的岩性界面;（7）音频大地电磁可有效识别成都平原深大断裂的空间分布形态。【结论】 综合各种地球物理方法的优缺点,建立了成都市浅表地质结构的地球物理组合探测技术方案,以期能为今后的城市浅表地质结构调查提供参考。     

Crustal structure of the Eastern Alps along the TRANSALP profile from wide-angle seismic tomography

The objective of the TRANSALP project is an investigation of the Eastern Alps with regard to their deep structure and dynamic evolution. The core of the project is a 340-km-long seismic profile at 12°E between Munich and Venice. This paper deals with the P-wave velocity distribution as derived from active source travel time tomography. Our database consists of Vibroseis and explosion seismic travel times recorded at up to 100 seismological stations distributed in a 30-km-wide corridor along the profile. In order to derive a velocity and reflector model, we simultaneously inverted refractions and reflections using a derivative of a damped least squares approach for local earthquake tomography. 8000 travel time picks from dense Vibroseis recordings provide the basis for high resolution in the upper crust. Explosion seismic wide-angle reflection travel times constrain both deeper crustal velocities and structure of the crust–mantle boundary with low resolution. In the resulting model, the Adriatic crust shows significantly higher P-wave velocities than the European crust. The European Moho is dipping south at an angle of 7°. The Adriatic Moho dips north with a gentle inclination at shallower depths. This geometry suggests S-directed subduction. Azimuthal variations of the first-break velocities as well as observations of shear wave splitting reveal strong anisotropy in the Tauern Window. We explain this finding by foliations and laminations generated by lateral extrusion. Based on the P-wave model we also localized almost 100 local earthquakes recorded during the 2-month acquisition campaign in 1999. Seismicity patterns in the North seem related to the Inn valley shear zone, and to thrusting of Austroalpine units over European basement. The alignment of deep seismicity in the Trento-Vicenza region with the top of the Adriatic lower crust corroborates the suggestion of a deep thrust fault in the Southern Alps.     

井中地震CT观测系统研究

井中地震CT具有高精度、高分辨率、接近探测目标等优点,在各类工程中得到较多应用。在震源确定情况下,地震数据的质量主要取决于观测系统的合理设计。本文通过理论模型正演得到相应的观测数据并进行CT成像反演,阐述了观测系统中射线角度、射线密度等因素对CT成像结果的影响。将研究成果应用于工程实际,取得满意效果。     

减少大地对地震信号吸收问题的有效方法

为了解决大地对地震信号(尤其是高频信号)吸收衰减严重的问题,采用介质内测点的方法进行表层结构调查。通过井深和药量的大量试验,最后采用了小药量组合激发的方法;保证高频地震信号能量充分向下传播,从而达到提高地震资料分辨率的目的。实际应用表明,利用该方法收到了较好的效果。     

华北东部地区地壳泊松比异常及其成因

利用地震层析成像方法可以提供地壳上地幔P波和S波速度扰动精细图像,进一步换算还可以得到泊松比的图像.但是,与P波和S波速度扰动图像相比,泊松比成像是否具有独特优点还有待研究.通过对华北东部进行了高分辨率地震层析成像研究,作出了该地区地壳速度结构和泊松比的图像,揭示了该区域存在一个高泊松比异常区,位于恒山-北太行-张家口...     

地震海洋学研究进展

传统船舶调查获取海洋水体温盐资料的方法在水平方向上分辨率较低,而用反射地震探测海洋水体特性的方法--地震海洋学,能有效提高海水温盐资料在水平方向上的分辨率.概述了近5年来地震海洋学的发展过程,重点介绍了地震海洋学方法在海洋锋面观测、水团边界划分、海洋内波分析、中尺度涡旋等方面的研究成果,以及AVO、全波形反演等反射地震处理方法在海洋水体特性研究中的应用.比较了地震海洋学方法与声层析技术、高频声技术等声学方法应用于海洋水体特性研究的异同.并展望了下一步研究工作的重点:①有关地震反射剖面的各种参数与海洋水体温盐结构物理模型的联系及其定量分析;②以研究海洋水体特性为目标的地震反射剖面的处理方法;③海洋地震调查历史数据的应用.     

井间地震走时波形层析成像方法

提出了井间地震走时波形顺序反演方法。该方法先利用井间地震走时反演得到速度模型的低频成分 ,然后用井间地震波形反演获得速度模型的高频成分。数值模型试验和实际应用结果表明 ,该方法反演稳健 ,提高了走时成像的分辨率 ,克服了波形成像易于陷入局部极小的缺陷 ,实现了快速高分辨率成像。     

地震层析技术及其应用研究

相对于其它地球物理方法而言，地震反射方法的纵向分辨率较高，横向分辨率较低。为提高地震记录的横向分辨率，解决探测倾角较大的地层和复杂的地质构造及隐伏岩体等问题，在这里进行了地面地震层析技术的试验应用研究。针对非线性地面地震层析技术的基本原理进行了阐述，并就该方法对地震地质模拟记录和实际地震记录的反演结果进行了讨论。     

地质灾害井间地震层析成像研究

地质灾害体如岩溶、陷落柱、软弱层等的井间地震层析成像属于复杂模型或大扰动异常体的非线性成像，该文首次将小波多尺度思想纺入到蟛间层析成像，建立了小波多尺度井间地震层析成像方法，很好地解决了非线性成像的难题，大大地提高了图像的质量和分辨率，数值模型试验和实际工程应用证实了该方法的实用性和良好效果。     

改进模型的层析成像算法

井间地震层析成像技术能够提供钻孔之间地质体的高分辨图像.LTI法与SIRT法相结合是目前使用较广的一种层析成像算法,在此基础上考虑到一个较好的初始模型能提高算法的准确性及效率性,以及在SIRT算法当中如何分配残差能使反演的结果更好,提出了改进模型的层析成像算法.此方法基于LTI法进行射线追踪得到每个接收点在初始模型上的理论走时后,就利用这个理论走时与实际拾取走时的差值以及射线追踪所得到的射线路径,对初始模型进行修正.通过数值模拟实验发现,该算法的效果较原始算法有一定的提高.