S波分裂研究与地震前兆探索

本文概述了国际上S波分裂和介质各向异性研究现状与进展,简要介绍了S波分裂观测研究的主要原理和方法,及其应用于地震预测、地应力测量以及地球物理勘探的前景。文中还结合我国地震工作的实际和特点,提出了开展S波分裂研究与探索地震前兆的建议。     

前驱波检测在地震预测中的应用

基于一种新颖的液体悬浮式长周期、超低频检测技术,避免电磁信号可能产生的一切干扰,由此研制地震前驱波检测装置及分析软件.提取前驱波信号与实际地震进行比对分析,结果表明,利用该装置及分析软件,对于记录前驱波和地震预测研究较以往有新的收获.     

地震前驱波观测与研究进展

前驱波的研究,可能成为未来地震预测和理论研究的一个突破点。列举了国内外前驱波观测事实,综述了近年来国内地震工作者对前驱波进行的实验和理论研究。     

丽江地震台中强地震前兆波特征分析

分析丽江地震台数字化水平摆倾斜仪在几次中强震前记录的前兆波,对其特征进行初步分析,并对其产生机理进行初步探讨。认为数字化水平摆倾斜仪的独特构造和观测点的位置,构成了丽江地震台能观测到中强地震前兆波的原因。提高对前兆波的认识,对未来的地震预测有着实际应用价值。     

2001年11月14日昆仑山口西M 8.1地震前的缓慢地震事件

2001年11月14日昆仑山口西M8．1地震前发生了缓慢运动事件，新疆地震台网记录分析结果表明，这次事件在大震前3．5天开始出现，长周期前驱波持续约47小时，波列呈现规则的正弦波形，视周期约为8．8秒。笔者认为，该慢地震事件是M8．1大震前中昆仑断裂临震预滑动引起的。事实表明，慢地震的观测与研究对深入了解断层失稳过程和实现地震短临预报具有重大意义，同时也显示了宽频带数字地震台网的优越性。     

全球地震柱的地震层析成像证据

依据地震地热说原理,搜集国内外地震层析成像研究的成果．揭示了地震柱的物理属性。得出全球24个地震柱中已有资料的20个地震柱的深部地幔圆锥体均具有P波高速异常体特征,相反,只有火山和浅源地震活动而无中、深源地震活动的地区,比如冰岛和夏威夷,其地幔深部则为P波低速异常体。为解释这个重要的物理现象和构造现象,引入空化理论解释并提出了3个假设。地震柱概念是地震地热说赖以生存的物质基础和构造基础,是与当今流行的地质学派板块构造、地质力学和地幔柱理论的最大区别。深入解读地震柱的物理属性及其构造学意义．或许能为构造地质学和地球动力学带来革命性的大讨论。     

前兆波及其地震预测意义

通过回顾自20世纪60年代以来地震前兆波的研究与地震预测实践的进展情况,分析利用地震前兆波进行地震预测研究所取得的一些有意义的进展及其在科学上面临的困难,分别对前兆波及其定义、前兆波预测大地震事件基本依据、前兆波观测技术概述、前兆波的地震预测意义进行了探讨.文中定义了地震前兆波,以固体均匀弹性中的介质点波动方程和大量震例总结的前兆波阶段性特征,说明利用地震前兆波预测大地震事件具有坚实的理论基础和实践依据.文中阐述了前兆波观测技术的发展要求,并提出了改变目前的被动观测状况、对观测目标区域发生破坏性地震的短期和临震前兆进行主动观测的科学思路;应强化对地震震源区的观测,利用前兆波携带的信息研究震源及其附近地区的介质参数变化,对实现短临地震预测是有意义的.     

渤海浅海多波地震勘探

渤海A油田由于构造主体大面积(约20km2)浅层气形成的“气云”带,常规纵波反射频率及能量都受到严重损失,致使深层目的层地震成像不能准确反映地下地质构造特征。转换波(ps)含有有效入射P波信息,从中能获得转换S波。由于S波基本不受地层屏蔽的影响,从而能够获得深层较好的地震成像。为此在该构造上实施了浅海四分量地震采集。通过现场地质勘测,以及浅层钻井分析及多波地震试验,确定了海上采集流程。经过多次试验,确定了合理的转换波处理流程和关键参数,从而得到了较好的二维转换波剖面。通过正确识别波形特征,利用全波列测井,生成合成转换波地震记录,进行层位标定,指导构造解释及进行油田整体储量评价。     

动物行为与地震预测

生活在地震活动区的动物常常要经受强烈的地面震动，这种震动由于洞穴塌陷、蛋卵毁坏和海啸活动而使某些动物遭受灭顶之灾。尽管有关动物行为的趣闻轶事和回顾报告表明，动物的许多器官可以发觉即将来临的地震事件，但到现在为止还没有一份具有充分理由来说明动物如此行为的发展过程的详细报告。动物们逃跑响应进化机制的形成可以分为两个步骤，首先是形成一个对早期震动的触发警告系统。这个系统应该在很短的P波与S波到来之间的时间内起作用，人们对动物在地震发生前行为的描述已经表明这种反应系统的存在。如果前兆刺激也存在的话，相似的发展进程可以把这种刺激与动物对P波的触发反应感知联系起来，从而产生地震预测的反应行为。种群遗传模式表明，这种动物逃离地震区的反应系统可以不受随机突变事件的影响而得以保持，这是由于环幕选择工的结果，选择的作用时间与强震发生的时间尺度是可以相比的，这样，除地震王国本身外，对可能是地震前兆的更多理解可能要从对动物的（异常）行为，生理感觉器官和基因的研究方面得到一些有用的启示。，回顾一个我们认为可能是地震前兆的现象。如地倾斜，地下介攒 的含水程度（潮湿程度），场电和地磁感应系统。它们可能是与动物地震逃离反应系统相关联的现象，前面所提到的动物异常行为可作为地震预测手段的方法正在研究相关联的现象，前面所提到的动物异常行为可作为地震预测手段的方法正在研究之中，建议把更多的地磁，地电，地倾斜和地下介质的含水度等结合起来，对地震活动区形成一个密集地震前兆监视网。     

南极地震学研究进展

归纳总结了在南极开展地震学研究中的各种主要方法及其研究成果,较全面地介绍了南极地震学研究的现状与进展．首先对南极地震活动性作了简单的介绍,然后分别介绍了利用面波和体波研究地壳上地幔结构的主要成果,最后从地震各向异性的角度归纳介绍了南极大陆部分区域面波方位各向异性及剪切波分裂研究的主要成果．研究表明,南极大陆地震活动性较低、地震强度较小,仅在横贯南极山脉区域、维多利亚地、阿黛利地、威尔克斯地等有较明显的地震活动; 横贯南极山脉将南极大陆分为东南极和西南极两个不同的地质构造区域,东南极地壳和上地幔地震波速度偏高,西南极则偏低;上地幔各向异性较为明显并普遍存在,且西南极各向异性强度稍高于东南极克拉通．      

Effect of surface stress on magneto-elastic surface waves in finitely conducting media

This paper deals with the investigation of the effect of surface stress and conductivity on the propagation of surface wave in isotropic, homogeneous, elastic media under the action of a primary magnetic field. Formulation of the general surface wave propagation problem has been made, and the corresponding frequency equation has been derived. Frequency equations for Rayleigh wave, surface shear wave and Stoneley wave have been deduced from that of general surface wave as special cases. The effects of surface stress and magnetic field on the wave velocities and attenuation factors of Rayleigh wave and surface shear wave are shown by numerical calculations and graphs. Some important wave velocity equations, as obtained by other authors, have been deduced as special cases from the wave velocity equation for Stoneley wave. It is found that the combined effect of surface stress and magnetic field modulates the wave velocity ratios and attenuation factors of Rayleigh wave and surface shear wave to a considerable extent.     

基于波场垂向和水平方向外推的高陡构造偏移

常规的单程波波动方程偏移成像方法对大角度的高陡构造偏移成像存在内在的限制.根据波动方程在各个空间方向的数学特性和高陡构造反射地震波的传播特征,通过把地震波分解为垂向的上下行波、水平方向的前后行波和左右行波,提出基于波场垂向外推和水平方向外推相结合的单程波波动方程高陡构造偏移成像方法,即用波场垂向外推的单程波波动方程偏移成像方法解决中低角度平缓构造的偏移成像,用波场水平方向外推的单程波波动方程偏移成像方法解决中高角度陡倾构造的偏移成像.这种基于波场垂向和水平方向外推相结合的高陡构造偏移成像方法是常规单程波波动方程叠前深度偏移成像方法的补充和改进,它相对基于全波方程的逆时偏移具有计算效率上的优势.     

单裂缝不同传播方向Krauklis波振幅变化的实验研究

裂缝广泛分布于地壳岩石中并具有多尺度的特点,研究地震波在裂缝介质中的传播规律具有重要的科学意义和应用价值.含流体的裂缝中传播的Krauklis波(也曾被称为慢流体波、裂缝波、斯通利导波等)近年来逐渐成为地球物理学界的研究热点之一.本研究利用地震物理模型技术研究横波在单裂缝样品中传播时随传播方向变化的响应特征,在实验室用环氧树脂为基质构建模型样品,一个为不含裂缝的参考样品,一个为含直径30 mm、厚度0.2 mm的薄币状单裂缝的模型,利用0.5 MHz换能器测试了横波在模型中传播时透射信号的特征.实验结果显示在单裂缝样品中透射横波发生了波形的畸变和振幅降低,振幅谱显示透射信号的主频明显降低,在初至横波之后为具有一定能量的尾波.对尾波进行时频分析,发现在方位角较小时尾波能量较弱而方位角较大时尾波能量较强,尾波中信号的主频在0.1 MHz左右,与前人理论和实验研究结果一致.     

基于能量密度的自解耦互相关成像条件

基于能量密度构建的弹性波能量成像条件,可以准确提取弹性波场的能量信息,并可以有效压制背向散射.但是该成像条件得到的成像结果将所有弹性波场能量信息耦合在一起,难以区分纯波模式的能量信息.为此,我们从势能及动能两方面将能量场解耦,得到纯纵波（PP）、纯横波（SS）、转换波（C）能量场.根据能量守恒定律,基于Helmholtz原理对位移场的空间导数进行因式分解,将弹性势能自解耦得到纯纵波、纯横波及转换波势能;引入体应力构建得到P波及S波速度,将弹性动能分解为纯纵波、纯横波和转换波动能.从而,构建基于能量密度自解耦得到纯波能量互相关成像条件.数值实验表明自解耦成像条件可实现弹性波场能量的分解,并得到背向散射压制、振幅有效保持的PP波、SS波和C波成像结果.     

热弹性波在层状介质中传播的一类反射问题的解

本文作为基础理论研究, 从热弹性波方程组出发, 求出了热弹性波在层状介质中传播的解析解, 并给出了热弹性波对于平面夹层的反射波, 透射波及其伴随的具有相同传播速度的温度波。此时, 反射系数、 透射系数均为复数表明, 反射波、 透射波的振幅及相位都受介质的物性参数、 夹层厚度及入射波频率的影响。这些与弹性波不同的结果会在地震勘探、 地震工程等有关问题的研究中得到应用。     

波动方程数值模拟的三种方法及对比

波动方程数值模拟方法是研究地震波场传播的一种重要手段,本文采用交错网格高阶有限差分方法分别对双程声波方程和双程弹性波方程进行了波场数值模拟,并且根据定位原理采用傅立叶有限差分算子进行了单程波方程数值模拟,在分析定位原理的基础上,对其计算过程稍作修改,将延拓到地面的波场直接由每个检波点接收,无需横向叠加过程,得到了单程声波方程共炮记录.基于不同波动方程的数值模拟结果表明,双程波方程结果包含直达波、多次波等干扰波,信噪比低;单程波数值模拟结果只包含了介质分界面的一次反射波,信噪比高,但对于大角度入射波误差较大,并且对于同一个地质模型而言,双程弹性波方程计算速度最慢,双程声波方程次之,单程声波方程计算速度最快.因此对于复杂地质模型,三种模拟方法可以取长补短,综合应用.     

Obliquely incident wave propagation across rock joints with virtual wave source method

Due to the presence of joints, waves are greatly attenuated when propagating across rock masses. Zhu et al. (2011) (Normally incident wave propagation across a joint set with virtual wave source method. J. Appl. Geophys.73, 283–288.) studied normally incident wave propagation across a joint set with the virtual wave source method (VWSM). The introduced VWSM has merits in some aspects, especially the capability of separating differently arriving transmitted waves. However, normal wave incidence is only the special case for wave incidence with arbitrary incident angles. Obliquely incident wave propagation across a joint set is more complicated than normally incident wave propagation due to wave transformation at the joints. As a continuation of the previous paper, this work is extended to analytically study obliquely incident wave propagation across joints with VWSM. Complete theoretical reflection and transmission coefficients across single joint described by displacement discontinuity model are derived through plane wave analysis. The superposition of P wave and S wave is for the first time mathematically expressed and studied. The VWSM is verified through comparison with the propagation matrix method. Through extensive parametric studies on wave transmission across single and multiple parallel joints, it is shown that transmitted wave energy is mainly constrained in the transmitted wave of the same type as the incident wave. And with increasing joint stiffness, the transmission coefficients across single joint increases except those whose wave type is different from the incident wave. The amplitude of superposed transmitted wave for P wave incidence increases with incident angle, which is coincident with field observations. Both joint spacing and number of joints have significant effects on transmission coefficients. We find that when joint spacing is sufficiently large, the transmission coefficient is no longer a constant as the normally incident wave propagation case (Zhu et al., 2011). And when joints are very closely spaced, wave attenuation depends little on the number of joints, which is different from the conclusions from equivalent medium method.     

转换波在储层预测中的研究分析

岩石的各向异性与油气的运移和储集有着密切关系.在油气勘探和油气田开发中,横波对各向异性的敏感性具有重要价值,它可提供一些其他方法无法获取的新信息.纵波在地下传播时,当通过路径的岩石存在各向异性时,会在波阻抗界面产生纵波和横波.这相当于纵波震源同时激发出纵波和横波,利用这些信息就可以对地下岩石的物性进行研究.本文以有限差分为基础,以地下油气田的储藏地质特性为对象,利用弹性波波动方程的传播特性, 研究P_SV转换波,分析其传播特征,用来指导其在储层预测中的应用.通过研究分析可以看出,P_SV转换波通过含油气介质时受影响比较少,能够得到比纵波好的多的成像资料.     

双相各向同性介质弹性波高精度波场分离数值模拟方法

为了便于研究双相介质固流相混合弹性波场中纵横波波场的传播规律,提出了基于交错网格的Biot双相各向同性介质弹性波动方程高精度波场分离正演数值模拟方法.采用高阶交错网格有限差分法来构建一阶双曲型双相各向同性介质弹性波动方程正演算子实现波场正演,并在每一步递推过程中,分别计算出同相和流相分量相应的散度场(纯纵波场)和旋度场...     

Statistical distribution of nonlinear random wave height in shallow water

Here we present a statistical model of random wave,using Stokes wave theory of water wave dynamics,as well as a new nonlinear probability distribution function of wave height in shallow water.It is more physically logical to use the wave steepness of shallow water and the factor of shallow water as the parameters in the wave height distribution.The results indicate that the two parameters not only could be parameters of the distribution function of wave height but also could reflect the degree of wave heigh...