广角地震波场特征分析

地震宽角反射/折射方法主要是利用壳内与上地幔顶层的广角反射信息重建地壳上地幔结构,是研究地壳上地幔结构构造最有效的方法之一.同时,宽角地震接收到的超临界角的广角反射信息,相对于临界角之内的反射信息必定存在着随偏移距变化的时移现象.本文通过构建地壳模型采用交错网格有限差分方法合成广角地震记录,并从理论地震图上分别用传统射线方法和考虑时移影响的方法标定了震相走时,分析了广角反射的地震波场特征,揭示了地震资料中的广角效应,继而分析了广角信息存在对接收波场的响应影响.     

大容量气枪震源广角地震数据的高频成分分析

大容量气枪震源由于能量集中在低频段、子波一致性好、绿色环保等优点,广泛应用于广角地震探测中,极大地推进了人们对地壳结构和地球动力学过程的认识.气枪信号的有效频带是地震数据质量评价和精细处理一个重要基础参数,以往研究由于数据源和研究方法的局限,认为最高有效频率在10 Hz以下.本文基于福建省地震局采集的大容量气枪源广角地震数据,根据地震道褶积模型分析了有效频带及其影响因素,对不同类型、不同台基条件的地震接收仪器记录的大容量气枪信号数据进行了分频扫描,结果显示台基条件较好的台站数据,在10～20 Hz频段仍有较高的信噪比,说明大容量气枪激发的地震波在经过深部地层衰减后,仍存在相当可观的高于10 Hz的成分.这些高频成分可以显著提升地震信号的倍频程,减少频带过窄带来的旁瓣效应等不利影响,是准确提取走时的必要条件.值得注意的是大容量气枪源数据中PmP震相的主频可达10～12 Hz,显著高于震源子波的主频,据此推断Moho面的广角反射系数有显著的蓝谱特征,因此10 Hz以上成分对准确提取走时、获取更为精细的地壳结构非常重要.本研究对大容量气枪源广角地震探测的野外采集和数据处理提供了关键质量指标,同时提出从构造反演向岩性反演推进是广角地震探测一个重要的研究方向.     

中沙海域的广角与多道地震探测

由于浅滩和暗礁广布,中沙海域(环礁区)长期以来处在南海地震探测的空白区域.为了揭示该区域的地壳结构及地层-构造特征,进而全面刻画南海陆缘新生代伸展过程,我们首次在中沙及其邻近海域完成了1条广角地震测线OBS2017-2和4条多道地震测线的数据采集.对得到的海底地震仪(OBS)数据进行了格式转换、位置校正等初步处理,识别了来自地壳深部的震相并对中沙环礁地壳结构进行了正演模拟;对穿过中沙环礁的多道地震剖面进行了地层-构造解释,共划分出6套地层.OBS2017-2测线处理结果显示,其数据质量良好,深部震相清晰,且位于环礁内的台站震相延伸较长,可达100km以上.中沙环礁地壳性质为轻微减薄的坚硬大陆块体,厚度约为25km左右.多道地震剖面显示,环礁之上沉积层厚度较薄,除环礁西南部存在一条基底断裂——"排洪-美溪断裂"外,基本不存在其他构造-岩浆活动.而在环礁坡脚周缘,有广泛的岩浆侵入和喷出体的存在.中沙环礁上较薄的上地壳厚度和沉积特征指示了该区域可能在古新世时期经历的强烈暴露剥蚀作用.中沙海域最新开展的广角和多道地震探测填补了南海地质地球物理研究的空白,为解读该区的构造-沉积演化提供了数据基础.     

广角地震处理方法研究进展

广角地震可以在常规地震所无法解决的无记录和差记录区进行,完成地壳深部的调查研究．迄今已完成几万公里的测线任务．为了更好地处理广角地震数据,应采用一些特殊的处理手段,获取高质量的成像剖面,更好地服务于勘探开发．本文在介绍广角地震国内外发展现状的基础上,着重阐述了广角反射、折射中一些关键技术及存在的问题,并做了展望．     

大别造山带东部地壳结构的层析成像及广角反射的地震学研究

从层析成像和广角反射的角度,对大别造山带东部地震波速度结构进行了研究．层析结果清楚地显示了大别超高压变质带下方,高速异常体顶界面的埋深在海平面下1.5 km左右;扇形剖面直观地显示了作为南北大别界限的水吼——五河断裂,以45的倾角在上地壳底界面附近向下及南西方向延伸的情况;广角反射结果中还给出了大别超高压变质岩区上地壳底界面和下地壳中界面的反射特征．      

广角反射波场特征研究及正演模拟分析

本文主要讨论了广角反射波场特征及影响广角反射波波形识别的几个主要因素，通过高斯射线正演模拟分析，以及对实际广角反射资料(WAR)进一步处理与研究，得到了一些十分有意又的结论，这些结论可以作为一些特殊地质构造地区进行广角反射地震勘探的理论依据。     

中国东南屯溪-温州宽角地震资料去广角效应成像

由于长排列广角地震采集中必定存在超临界角的广角反射信息,广角反射信息相对临界角内反射信息存在随偏移距变化的时移现象.本文研究了去广角效应下的走时反演成像,并将其应用到东南屯溪—温州的宽角地震资料.通过拾取中国东南屯溪—温州剖面宽角实际地震资料中P波垂直分量拾取到的反射P波走时,继而使用遗传反演方法进行处理,得到了该区丰乐、新安江、松阳、青田以及洞头五炮去广角效应与未考虑广角效应情况下的一维速度深度曲线,并对比了去广角效应前后的地壳结构界面形态.结果表明,广角效应去除前后影响主要体现在壳内层速度差异,地壳浅层界面深度的广角效应明显强于深层界面.     

雷州半岛南部玄武岩岩石物性与激发地震波属性关系研究

雷州半岛南部地区近地表火成岩发育、表层结构复杂、岩性横向变化大,激发接收条件变化剧烈,造成地震资料品质差.针对雷州半岛南部近地表玄武岩,本文通过岩心样品力学性质测试和岩石结构特征分析,获得了岩样抗压强度、波速、模量、弹性应变能特性以及在不同岩石微相激发的地震子波属性特征,研究了不同岩石微相的弹性模量、变形特征规律,建立了玄武岩岩石物性与地震激发子波属性的关系,提出一种选取最佳地震激发岩性的准则.地震数值模拟和实际资料对比表明,弹性应变能最大的溢流相中部亚相玄武岩具有最好的激发子波形态、激发能量中、频带宽是该地震地质条件下地震激发的最佳岩性;追踪最佳岩性激发的地震剖面连续性好、能量一致性更好,强反射层间的弱反射信号清楚,地震资料品质明显提高.     

宁夏南部及邻区发生中强以上地震的统计规律

本文对1971年以来宁夏南部及邻区4.9级地震前2.3级以上地震的平静、时空特征和同心窗信号震等进行了分析。结果表明,研究区发生4.9级地震前都存在1年以上的2.3级以上地震平静现象,平静结束后,如果2.3级以上地震出现活跃现象,且同心窗发生信号震,则宁夏南部会发生4.9级以上地震;若平静结束后2.3级以上地震未出现活跃现象,且同心窗没有发生信号震,则宁夏南部邻区会发生5级以上地震。以上得到的发震统计规律,可以为宁夏南部及邻区今后的地震中短期预测提供参考。     

昆仑山口西8. 1级地震的地震活动特征

在回顾昆仑山口西8. 1级地震前的长期、中期的不同阶段不同程度的预测意见基础上,对该次地震前的地震活动进行了分析。结果表明, 该次巨大地震前存在地震条带、地震空区、地震活动增强区、象限性等空间异常及地震活动参数异常, 这些特征对巨大地震的研究与预测具有重要的参考作用。     

一种弱各向异性介质地震波群速度的近似表示新方法

地震各向异性介质的群速度是关于相角的复杂函数,将其表示成射线角形式较为困难,这给地震各向异性分析以及走时正演模拟等带来诸多不便;另一方面,观测资料表明实际地球介质的地震各向异性通常较弱,这为用射线角近似表示地震波群速度提供了可能.本文基于以射线角近似表示相角的思想,提出了一种弱各向异性条件下,群速度射线角近似表示的新方法.计算表明,在弱地震各向异性条件下,新方法在很宽的射线角范围内,对三种地震波的群速度都能很好地近似,在准SV波计算精度方面显著优于目前通常使用的近似方法.     

利用宽角反射/折射和深反射探测剖面揭示三河-平谷大震区深部结构特征

利用三河—平谷8.0级大震区实施的深地震反射剖面与宽角反射剖面探测方法获得的结果进行了综合研究和解释. 结果表明：两种探测方法给出的地壳基本分层是一致的,在三河—平谷大震区上地壳的埋深为21～23km,莫霍界面的深度为36～37km;该地区基底结构起伏变化较大,浅部断裂发育,在确定的数条断裂构造带中夏垫断裂是一条特征明显、深浅共存的断裂构造带;震源区周围差异明显的速度异常结构和特殊而复杂的地质构造环境意味着这些部位是发生大地震的有利部位;该地区莫霍界面起伏变化和较厚的反射叠层以及局部复杂的楔形反射带的存在等现象表明,该地区地壳结构发生过强烈的挤压、变形,同时也反映出岩浆活动对下地壳结构进行了物质的和结构的强烈改造,从而构成了该地区复杂的地壳深部结构,可将其视为三河—平谷8.0级大地震孕育和发生的深部要素.     

河道砂体宽/窄方位三维观测系统地震物理模型分析

The effect of the wide and narrow azimuth 3D observation systems on seismic imaging precision is becoming a hot area for studies of high precision 3D seismic acquisition methods in recent years. In this paper we utilize 3D physical seismic modeling experiments. A 3D channel sand body physical seismic model is constructed and two acquisition systems are designed with wide azimuth （16 lines） and narrow azimuth （8 lines） to model 3D seismic data acquisition and processing seismic work flows. From analysis of migrated time slice data with high quality and small size, we conclude that when the overlying layers are smooth and lateral velocities have little change, both wide and narrow azimuth observation systems in 3D acquisition can be used for obtaining high precision imaging and equivalent resolution of the channel sand body.     

多小波方法及其在深地震测深数据去噪中的应用

在宽角反射/折射地震测深数据处理中,仍多用基于傅里叶变换的滤波方法和小波去噪方法。鉴于傅里叶方法对稳态信号很有效但对非稳态的地震信号效果不佳的状况以及小波不能同时具有正交性、紧支性、对称性,本文给出了基于多小波的去噪方法,多小波具有正交性、对称性、紧支性,克服了传统小波的缺陷。编写了多小波去噪方法的人机交互软件。该软件可以方便快捷地显示宽角反射/折射地震记录截面,进行多小波域的阈值去噪。实例计算结果表明,本文所述方法和编写的软件有效且可行。     

南海中北部地壳深部结构探测新进展

2006年8～10月间．国家海洋局第二海洋研究所使用德国SEDIS型三分量海底地震仪以气枪为震源在南海中北部开展了广角地震反射／折射勘测．这是我国大陆科研单位第一次自主开展长距离多剖面的海底地震仪人工地震探测。勘测线共三条。总长达1176．8km．工区最大水深4137m．共投放48台次,回收成功率95-8％。所获得的数据质量良好,深部信息丰富．可直观地分辨出照、Pn、PmP等震相,为南海中北部深部地壳结构、洋壳与陆壳分界和西北、西南次海盆的形成演化研究提供了重要的依据。     

黄土高原地震作用下黄土滑坡滑距预测方法

为评估黄土高原地区地震滑坡致灾区域,提出一种基于模糊信息优化处理的地震滑坡滑距预测方法。在野外调查、室内试验和分析的基础上,对黄土高原的地震滑坡类型、性质和影响因素进行分析。以摩根斯坦-普莱斯法计算黄土边坡的稳定性,建立边坡最小安全系数与影响因素的关系,其影响因素主要包括地震烈度、比高、坡角、容重、内黏聚力、内摩擦角等,并在此基础上得到纯黄土地震滑坡滑距的影响关系。将黄土高原地区数次大震中采集到的93个样本数据进行归纳分析,建立模糊信息优化处理模型。所得的计算结果通过误差校验和与其他滑坡滑距预测方法进行对比,来证明本模型有较高的准确性。最后对天水市22个潜在滑坡的边坡进行滑距预测。     

基于频谱分析识别电磁波信号干扰与地震异常

处理北京地区2009-2012年5个高采样率数字CNEM08-Ⅰ型电扰动台站数据,通过频谱分析,研究数字电磁波正常本底信号,地铁、地电供电、电磁感应等于扰信号,以及地震异常信号的频谱特征.结果表明：在时间域,数字电磁波的持续型干扰信号与震前电磁波信号表现相似,为连续高值脉冲信号;而在频域,数字电磁波干扰信号往往影响频带较窄,优势频率能量突出,优势频率频带窄到近乎以谱线的形式出现,谱线具有离散性、谐波性、衰减性特征;而震前信号具有连续的较宽频带,衰减较慢.     

由宽角反射地震资料重建壳幔反射结构的相似性剖面

针对人工源宽角地震测深中炮点与接收点稀疏的特点,利用几何散射理论进行壳幔散射体的相似性剖面成像,利用互易性原理计算散射体相似性成像的时间条件,研究基于宽角反射地震资料重建壳幔反射结构的相似性成图方法. 其中,成像点的时间采用快速、高精度的程函方程求解技术. 利用该方法处理东南陆缘区宽角反射剖面实际资料,结果表明,较之壳幔反射结构的CDP成图技术,相似性成图方法具有提高反射同相轴横向连续性的能力.     

张北—尚义地震区的壳幔构造

通过对河北张家口地区的深地震测深宽角反射／折射剖面资料的研究表明：近东西向的张北—崇礼地壳断裂带与北西西向的张家口—渤海地壳深断裂带在张北６２级地震区交汇。在这里延伸至莫霍面的地壳深断裂带和壳内界面的不连续处是汉诺坝大面积玄武岩溢出的通道。震区中上地壳内的局部速度逆转和下地壳内异常的低速带预示着岩浆活动仍较强烈。张家口—渤海地壳深断裂带近期活动可能是张北地震发生的主要因素