深井中地震波观测结果的某些物理解释

随着深井观测地震台网的进一步发展,在深井中获得的地震资料反映出了不少有意义的信息。本文对纵向不同深度上记录的地震波特征进行了分析和研究,探讨了纵向不同深度上各点之间记录的地震波走时差异和振幅差异的物理成因,指出了台基介质特性及空间状态(全空间或半空间)对地震波传播特征和记录特征的影响,并用软盖层效应加以统一解释。结果表明,在地下纵向不同深度上,自下而上直至地面,地震波的位移幅度逐渐放大、走时加长、周期变大;平原地区的松散沉积覆盖层对地震波产生放大、延时和滤波作用;在井下可以观测到向下传播的地面反射波,因而使得波列变复杂。     

深井摆与地面摆的记录差异

本文利用菏泽台深井摆与地面摆记录的地方震资料,分析比较了两仪器记录的初至波P到时、P波初动单振幅、周期、振幅比及地震震级等参数,发现深井摆与地面摆记录的地震波参数特征有相间,也有差异。这些记录差异可能反映了不同结构的介质对地震波吸收的影响及仪器放大倍数不同,对记录的地震波参数也会有差别。     

井下与地面地震波记录特征的对比研究

本文对比研究了平原地区井下和地面的地震波记录特征,对其走时关系和振幅关系进行了推导,得出: 1.在层状均匀介质条件下,在地面记录到的地震波走时tc大于在井下记录到的地震波走时th,二者之差为 △t=tc——th=cosic/Vch与此相应,地面震相观测到时Tc滞后于井下震相观测到时Th,其到时差为△T。 2.定义地面振幅Ac与井下振幅Ah之比为 K=Ac/Ah在特定的条件下,K>1。因而称K为地面振幅相对于井下振幅的放大因子。 分析了静海地震台井下和地面的地震观测资料,得到单台的△T和K的对比结果,并将其记录特征分别与基岩地震台的记录特征进行了比较,认为: 1.对于运动学参数,井下较之地面,更逼近于基岩地区的情况。 2.对于动力学参数,统计得出基岩地震台的地动振幅A与Ah,Ac的关系: A=3.50Ah A=0.34Ac。      

井下与地面地震波传播介质品质因子Q值的对比研究

前言在平原地区,作为半无限空间的地壳表面之上,存在一层松散沉积物(复盖层)。地震波在复盖层中传播,与在地壳内部传播有很多不同。在运动特性方面,对于地震波的震相到时,起到了延迟的作用;在动力特性方面,对于质点振动幅度,起到了放大作用。其表现形式为,在地面观测到的震相到时晚于在井下观测到的震相到时,到时差为△T;在地面观测到的地动振幅大于井下观测到的地动振幅,地面相对于井下的地动振幅放大因子为k_h。△T和k_h都与井下摆的设置深度(摆深)h有关,与地震波传播介质有关。     

深井观测地震波的研究

本文系统地总结了我国深井观测地震波的运动学和动力学特征,即从地面与井下以及土层与岩层,分别就地震波振幅、走时、频谱、波场等方面做了讨论,并用软盖层效应加以统一解释。本成果已在台站建设、资料分析、震源参数测定、油田裂缝定位和介质结构参数测定等方面发挥了作用。     

江苏东海深井观测地震波形及其信噪比研究

为了探索在高噪声干扰地区获取高信噪比地震信息的有效途径,本文分析了我国第一个超深井地震观测站江苏东海地壳活动国家野外科学观测研究站设置在地面与井下三个不同深度处的地震仪所记录的波形及其信噪比特征。结果显示:由于观测研究站周围强烈的噪声扰动,地面地震仪记录中无法识别M_L0.8地方震波形,而深井地震仪可清晰地记录到该小震波形,且深井地震仪可观测到较地面地震仪更多的零级或负震级地震;井下三组不同深度地震仪所记录波形的信噪比均远高于地面地震仪,且不同深度地震波形信噪比的平均值随仪器深度的增大而增加。井下1 559.5 m处的地震仪的波形平均信噪比为69.20 dB,2 545.5 m处的信噪比达到74.15 dB,均达到高保真波形的信噪比值,这说明1 500 m深处地震仪所观测到的波形可以有效地避免地面干扰,因此深井地震观测能够提供高信噪比的波形资料,为研究震源过程和场地效应等提供真实可靠的基础资料,这也预示着深井观测将促进深井地震学的研究与发展。      

中国地区深度震相和地面反射波、转换波走时的计算

本文根据中国地区地震P波和S波走时表与地壳和地幔中地震波的速度分布,计算和编制中国地区深度震相pP,sS,pS;sP的走时表以及地面反射波、转换波PP,SS,PS,SP震相的走时表。自1940年Jeffreys和Bullen计算了全球平均的走时表之后,除Herrin等人重新算过pP走时表外,对于sS,sP,pS震相走时一直没有人再行算过。提出中国地区符合实际情况的深度震相走时表,对于远震记录的分析处理,提高测定震源深度的精度,揭示在某些深度和震中距离上深度震相在中国地区的特征将有一定的价值,并与中国地区地震P波和S波走时表相匹配,使之自成一个体系。我们将进一步采用一系列最新数据处理方法计算《深度震相和地面反射波、转换波走时》的软件亦可供其他地区计算走时表的参考。     

深井观测中井对地震波影响的初步研究

地震观测中越来越多地采用深井观测技术。本文对深井观测系统中井对地震波的影响进行讨论,得到:在地震波频段里,井的存在对井中三分向地震仪的水平分量没影响,只是在一个比较有限的范围内对垂直分量有一定影响。在一级近似下,深井观测与地表观测地震波的差别是因地震仪被放置的位置不同所致。 这一结果将有助于深井观测资料与地面观测资料的统一使用。     

柴达木盆地东部地震地面运动放大效应

柴达木盆地是青藏高原东北部大型断陷山间盆地,该地区的流动观测记录了2008年11月10日发生于大柴旦附近的M_W6.3地震。和附近的基岩上的记录相比,盆地内部的记录显示出非常显著的地面运动放大效应,表现为峰值速度的增大、持续时间的延长,其呈现出长持续时间的后续震相。傅里叶频谱分析表明盆地内部显著的后续震相的频率和直达波相比较低,地面质点运动轨迹图显示后续震相为面波运动特征。为了解释地面运动的差异,构建二维模型,通过交错网格高阶有限差分方法计算了地震波在盆地内部的传播过程,结果显示盆地内部低速层的存在造成直达波的放大以及多次反射与转换,盆地边缘结构造成的波的相干叠加产生了强烈的次生面波,其低频、大振幅、长持续时间的特征是盆地内部地面运动放大的主要原因。     

倾斜叠加与波场延拓

一、引言近年来,在地震折射资料解释中一种新的反演技术——倾斜叠加与波场延拓,正日益受到地球物理学家的重视。与常规的走时反演不同,它是以地震波传播理论为基础。利用观测资料的动力学特征进行反演的。整个过程包含了两个线性变换,从而把全部记录波场转换到慢度-深度域内,进而利用波场与波速结构之间约束关系,达到反演的目的。在整个过程中,由于物理机制清楚,转换波场的图形简单,因而可以避免走时反演中许多难以解决的问题。     

苏北测震台网地面和井下地震记录波形频谱分析

根据苏北测震台网地面台站和深井台站记录的地震波形资料,分析2009年10月以来台网附近 ML ≥2．8地震波频谱特性。分析可知：地面记录与井下记录的地震波频谱特性存在一定差异,地面记录地震波拐角频率较井下约大0．28 Hz,地震波峰值频率比井下约小0．22 Hz;对于ML ＞4．5地震,地面记录地震波的优势频率范围小于井下记录;地震矩和矩震级地面台站记录数值较大,差值分别为3．104×10^14 N·m 和0．32级。     

2008年青海大柴旦Mw6.3地震地面运动模拟

2008年11月10日在青海柴达木盆地北缘发生了大柴旦M_W6.3地震,为了研究该地震的区域地震波传播与地面运动特征,本文利用地质资料和地壳速度结构研究成果,构建了柴达木盆地及周边区域三维传播介质模型,采用有限差分方法模拟了大柴旦地震波场传播过程以及地面运动分布特征.结果表明,柴达木盆地对波场传播有明显影响,表现为地震波传入盆地后在边界产生次生面波,盆地沉积物对地震波具有围陷作用,地震地面运动在盆地内振幅增大、持时延长.模拟结果给出的地震地面运动峰值速度分布以及理论地震图均和观测结果符合较好,反映数值模拟较好地给出了观测地面运动的主要特征以及传播介质模型的合理性.     

倾斜界面中反射波走时计算

对于平层界面和倾斜界面的反射地震波,基于射线理论,采用波动方程进行数值模拟;使用Matlab软件,编写2种界面不同倾角、不同震中距时反射地震波走时程序,绘制走时曲线,分析地震波的传播特点,为研究地震波在地球内部的传播路径提供参考。     

倾斜界面中反射波走时计算

对于平层界面和倾斜界面的反射地震波,基于射线理论,采用波动方程进行数值模拟;使用Matlab软件,编写2种界面不同倾角、不同震中距时反射地震波走时程序,绘制走时曲线,分析地震波的传播特点,为研究地震波在地球内部的传播路径提供参考。     

归算震源面上P波和S波走时的方法

本文介绍了一种计算震源深度处地震波速度的方法，其中使用了球对称的层状地球模型及关于震中距与地震波走时之间的解析关系。该方法应用到蒂勒尼安南部区域和日本诸岛，可以由观测到的走时归算出震源深度的地震波速度，而无须借助于专门的速度模型。     

2017年九寨沟MS7.0地震震源区速度结构与余震分布

采用九寨沟M_S7.0 （M_W6.5）地震的余震直达P波、S波走时数据,通过体波走时层析成像方法,获得了震源区及其邻区的P波和S波速度结构,并利用成像结果对余震进行了重定位。结果显示:余震主要集中分布于高、低速异常交界处偏低速异常一侧,呈走向NNW,倾向SW,倾角较高的分布特征;余震序列两侧的P波、S波速度结构揭示了发震断层两侧介质性质的差异,即上盘为刚性较强的高地震波速度区,下盘为刚性较弱的低地震波速度区。由余震分布特征和地震波速度结构推断:九寨沟地震发生在上地壳底部,发震断层具有上盘地震波速度高、下盘地震波速度低的特征;主震引起的后续破裂在上地壳内部的剧烈形变区内传播,破裂能量终止于25 km深度附近。      

溧阳地震台地面与井下地震观测对比分析

为系统总结地面与井下地震观测特性,对溧阳地震台地面GL-S60与井下GL-S60B宽频带地震数据对比分析,结果显示：(1)井下地震计方位角约为176.5°,即东南、西北大致反向,并结合地震P波到时极性分析得以验证。(2)垂直向相关系数优于水平向,受人类活动干扰白天低于夜晚。(3)受台站附近南北向公路影响,地面台基噪声水平向大于垂直向,南北向最大,而井下地震计台基噪声整体较小,且水平向小于垂直向,说明深井观测能有效降低台基噪声,尤其水平向。(4)井下记录的地震信噪比次于地面,地面土层对地震波具有一定放大作用。因此,深井观测虽有效降低噪声水平,但不一定意味着高信噪比数据产出,需结合实际观测资料综合分析。     

上海市地震局综合深井台地磁记录数据质量初步分析

城市的快速发展使地震前兆监测环境日益恶化,特别是地磁记录观测受到严重影响。为减少人为干扰对地磁记录的影响,近几年上海市地震局开展深井综合观测,其中就包含地磁记录。本文就地面台站的地磁记录资料和深井地磁记录的资料进行对比,分析其记录数据的特征,给以后开展深井地磁观测记录的单位提供参考与借鉴。     

起伏地表下地震波传播数值模拟方法研究进展

起伏地表是地震数据的采集、处理和解释中普遍遇到的难题.起伏地表下的地震波传播数值模拟,对起伏地表观测的地震资料处理解释有重要意义.地震波场模拟和地震波走时场分别描述地震波的动力学和运动学信息,为研究地震波传播理论的两种重要途径.本文从地震波场和地震波走时场两方面回顾和总结了起伏地表下的地震波传播数值模拟方法的研究进展,并展示了该领域的一些最新研究成果,为使读者能从中找到突破点,为起伏地表这一勘探领域的经典难题做出贡献.     

求解二次方程的二维VTI介质qSV波和qSH波走时快速扫描算法

地震波走时计算在观测系统设计、偏移成像、速度模型走时反演和地震定位等方面起到重要作用.各向异性广泛存在于地球介质中,影响地震波传播的振幅和走时,忽略各向异性的影响将对成像、反演以及地震定位等造成一定的误差.因此对于高分辨率成像和反演,走时计算中考虑各向异性十分重要.快速扫描法不需要存储和追踪波前面信息,在各向异性初至波...