基于Van Allen Probes EMFISIS波动仪器观测的内磁层上频带哨声合声波全球分布的统计分析

基于Van Allen Probes近三年的EMFISIS仪器波动观测数据,针对内磁层上频带哨声模合声波幅度的全球分布特性对地磁活动水平的依赖性进行了详细的统计分析,着重研究上频带合声波平均场强幅度随磁壳值(L)、磁地方时(MLT)、地磁纬度(MLAT)的分布特征及不同强度区间的合声波的发生概率.结果表明,上频带合声波的平均场强幅度与地磁活动条件密切相关,在强磁扰期,平均幅度可达到40 pT以上.在外辐射带中心区域(L=4~6),上频带合声波的幅度最强;在L~3的区域,上频带磁层合声波没有分布.在夜侧至晨侧(22—09MLT),上频带合声波幅度最强;在下午侧至昏侧(15-19MLT),上频带合声波幅度最弱;日侧(10-14MLT)上频带合声波在不同地磁活动条件下都存在,幅度偏小.上频带合声波主要分布在|MLAT|10°,其中21-09MLT范围内、磁纬位于|MLAT丨5°的平均场强幅度最强,磁扰期间可达约100 pT.另外,统计而言,中等幅度(10~30 pT)的上频带合声波在夜侧至晨侧(23-09MLT)靠近磁赤道区域的发生率最高,可达15%左右.强幅度(30 pT)的上频带合声波普遍分布在夜侧(01-05MLT),发生率最小.本文建立的上频带哨声模合声波的全球分布模型结合已经建立的下频带合声波的全球分布模型,将有助于进一步深入理解该重要磁层等离子体波动对地球等离子体片、辐射带、环电流动力学过程的定量贡献.     

两种短期概率预测模型在2017年九寨沟7.0级地震中的应用和比较研究

本文选用"传染型余震序列"（ETAS）模型和Reasenberg-Jones（R-J）模型,分别对九寨沟M_S7.0地震序列的模型参数稳定性、余震发生率预测和余震概率预测进行了比较研究,并利用"地震信息增益"（IGPE）、N-test和T-test检验方法对预测效果进行了评价.研究结果表明,ETAS模型和R-J模型的序列参数分别在震后t₂=2.0天和t₂=1.50天后趋于稳定,此次九寨沟M_S7.0地震序列的衰减较为正常;对未来1天的余震发生率预测和余震概率连续滑动预测表明,ETAS模型给出的余震发生率和余震概率数值均低于R-J模型预测结果;IGPE结果显示,ETAS模型在95%的置信区间上预测效果明显优于R-J模型;统计检验结果表明,在序列参数较不稳定的震后早期阶段,ETAS模型预测失效而R-J模型预测效果较好,在序列参数稳定阶段,ETAS模型预测效果较好而R-J模型预测失效.根据上述分析,在与此次九寨沟M_S7.0地震类型相同的地震的余震预测策略上,如可在序列参数不稳定的震后早期阶段使用R-J模型、在此后使用ETAS模型,或可取得较好的预测效果.     

涉县地震台水管倾斜仪常见干扰分析

对于涉县地震台水管倾斜仪观测资料,根据地球物理数据跟踪分析方法,将干扰源按照自然因素、场地环境因素、观测系统、地球物理事件等类型进行分析,并给出数据处理建议。     

论统计相关性和因果性: 以中国油价上涨与全球大地震关系为例

近些年中国油价上调时间与全球大震的发生出现同步, 引起地震学家和相关人员的关注。 这两者在物理上是毫无联系的事件, 然而通过对2003—2015年的相关资料进行分析, 发现两者发生时间具有较好的一致性, 即油价上调与全球大震发生具有相关性, 这种相关性甚至通过了严格的统计检验, 超出99%的置信区间。 这个看似荒谬的结论背后隐藏的是一个容易被忽略的统计误区: 对事后数据进行统计检验, 如果有足够多的样本, 通过精心挑选则一定能找到一些样本是统计相关的, 即使他们之间没有任何因果关系。 揭示这一统计误区对于目前地震预报使用的统计方法有重要意义, 上述研究表明仅仅依靠统计检验不能判定某种现象或者异常是否与地震存在必然的因果关系, 是否存在物理上的关联, 因为所考察的现象或者异常有可能是大量样本中的一个被精心挑选出来的特例。 在大数据大量积累和使用的今天, 为了避免走入上述统计误区, 需要在分析相关性的基础上, 对每一种可能的前兆现象进行向前预报检验, 同时探求其与地震的内在因果关系, 即阐明前兆现象的物理机制。     

Analysis of fault scaling relations using fault seismic attributes

We have studied three‐dimensional fault geometries through a geologically integrated analysis of fault seismic attribute volumes. We used a series of coherence (semblance) and filtered coherence attribute volumes with parameters optimised for imaging faults in the studied seismic volumes. Fault geometric attributes such as along strike segment length and displacement were measured on fault seismic attributes. The scaling relationships of fault geometric attributes were studied using statistical methods such as the Bayesian information criterion, the likelihood ratio test, and the bootstrap method. Univariate distributions of fault segment length and maximum displacement show a truncated power law for most of the fault data. The statistical results indicate a piecewise‐linear relation with two slopes between depth and fault segments lengths: depth and mean displacement. For these relations, we observe consistent increases in fault segment lengths and mean displacements from the lower tip of the fault at depth toward a point of inflection at shallower depth at the vertical section. From that point, a reduction in fault segment lengths and mean displacements toward the upper tip of the fault at the shallower depth occurs. Fault segmentation along strike increases toward the lower and upper tips of the fault, but the maximum number of segments are located near the lower tip of the fault in two of the studied faults. The fault segment length is maximum, where the number of segments (along strike) is least close to the middle of the fault in the vertical section.     

A texture‐based region growing algorithm for volume extraction in seismic data

We present a novel approach to automated volume extraction in seismic data and apply it to the detection of allochthonous salt bodies. Using a genetic algorithm, we determine the optimal size of volume elements that statistically, according to the U‐test, best characterize the contrast between the textures inside and outside of the salt bodies through a principal component analysis approach. This information was used to implement a seeded region growing algorithm to directly extract the bodies from the cube of seismic amplitudes. We present the resulting three‐dimensional bodies and compare our final results to those of an interpreter, showing encouraging results.     

我国低纬电离层闪烁和周跳的统计特征比较

本文利用位于我国中南部电离层闪烁监测台网2012年至2015年的观测数据,比较分析了GPS（Global Positioning System）信号闪烁与周跳的统计特征以及太阳活动和地磁扰动对闪烁与周跳的影响.结果表明,闪烁活动与周跳出现随地方时、月份、太阳活动和地磁扰动变化的统计特征类似,且周跳出现的可能性随S4指数增高显著增大,说明闪烁与周跳存在密切的关联,是引起周跳的一种重要因素.一天之中,闪烁和周跳主要出现在日落后至黎明前,午夜前出现最频繁,白天仅偶尔出现.在赤道异常峰及其邻近区域,一年之中,闪烁和周跳主要出现在春秋季,春季闪烁活动和周跳出现明显比秋季频繁,呈现春秋不对称性,冬夏季节闪烁和周跳都很少出现.闪烁活动与周跳出现的逐年变化显著依赖太阳活动水平,随太阳活动水平升高而增强,而地磁扰动与闪烁活动与周跳出现呈负相关,地磁扰动对闪烁活动与周跳出现整体上起抑制作用.平均而言,越靠近磁赤道的台站闪烁活动越频繁,随纬度升高,闪烁活动频次逐渐降低,且闪烁活动的开始时间随纬度升高而滞后,暗示引起GPS信号闪烁的电离层不规则结构主要起源于磁赤道区.此外,分析还发现,闪烁活动与周跳出现的空域有相当好的一致性,主要分布在观测点上空仰角55°以下、方位角150°~240°的空域内.     

Compensating elastic transmission losses for P-wave attenuation estimation from sonic logs

The decay of seismic amplitude is caused by a variety of physical phenomena that can be divided broadly into elastic transmission losses (including geometrical spreading, interface transmission losses and scattering attenuation) and intrinsic attenuation, where wave energy is converted into heat due to viscous friction. The so-called statistical averaging method is currently considered as the most advanced sonic wave attenuation estimation method, and there exist various implementations of this method. But the way elastic transmission losses – that mask the true intrinsic attenuation – are compensated for appears to be an issue and in some cases this correction has been overlooked. In this paper, we revisit the statistical averaging method for intrinsic attenuation estimation with particular focus on the role of elastic transmission losses. Through synthetic examples, we demonstrate the importance of compensating for elastic transmission losses even if the variation of velocity and density with depth is not notable. Our implementation of the method uses finite-difference simulations thereby providing a versatile and accurate way to generate synthetic seismograms. We use a combination of elastic and viscoelastic finite-difference simulations to demonstrate the significant error without accurate compensation of the elastic transmission losses. We apply our implementation of the method to sonic waveforms acquired in an exploration well from Browse basin, Australia. The resulting intrinsic attenuation estimates are indeed indicative of gas-saturated zones identified from petrophysical analysis in which viscous friction are thought to be of importance.     

高青油田孔店组火山岩储集特征及成藏规律研究

应用油藏描述的理论基础和方法。发现高青油田火山岩分为4期喷发,每期均可见气孔玄武岩分布岩层的中上部,致密玄武岩分布于岩层下部。其储集空间中孔隙以气孔、溶孔、长石晶内溶孔为主,裂缝则主要是玄武岩发育的柱状节理与晚期构造缝。储层的发育受岩相、裂缝的发育及不整合面的影响,油气主要沿大断裂两侧及不整合面附近富集,为岩性油藏和裂缝性油藏为主的复合性油藏。     

俯冲带流体——来自（超）高压变质岩石的证据

俯冲带是地球上岩浆活动、高压—超高压变质作用、中深源地震、壳幔物质交换、元素循环和铜金大规模成矿的集中发生场所。富水流体不仅调控了这些地质作用,而且也深刻影响了全球C、S等挥发分的循环。当蚀变大洋岩石圈及上覆沉积物进入俯冲带中深部（15~300 km）,伴随由葡萄石- 绿纤石相至超高压榴辉岩相的递进变质作用,含水矿物在不同深度的分解造成流体释放为一连续过程。除极端高地温梯度环境之外,大多数俯冲带洋壳释放的流体为富水流体。但,俯冲带不同深度所产生的流体特征有明显差异。出露于全球造山带的高压—超高压变质地体保存了分凝体、脉体、水压致裂角砾岩等流体作用的有力证据,绿辉石、石榴子石、绿帘石等矿物中原生流体包裹体为流体的直接记录。在俯冲带中等深度（＜65 km）,流体是溶质含量很低的含卤化物水溶液,可含CO2-3、SO2-4、HS-等组分,其所含Si、Al、Ca、Mg、Fe、Na主量元素溶质相当于海水中固化物量的2~3倍,并具大离子亲石元素（LILE）、轻元素（B、Li）富集和高场强元素（HFSE）亏损的特点。当深度≥65 km时,流体转化为类似于超临界性质的溶液,含CH4、C2H6、H2S等挥发分,其所含主量元素溶质显著增加,微量元素除LILE等外,还负载相当量的HFSE和过渡族成矿元素。俯冲带65~100 km深度,为富水流体向超临界流体转变的区间。这种流体具有“亚超临界”性质,发生了氧化还原性质和元素溶解能力的渐变,并伴随硬柱石和角闪石的最终耗尽。高压变质岩石及相关脉体的O、Sr、Nd和金属同位素示踪研究表明俯冲带流体的源区多样,有蚀变基性洋壳、地幔橄榄岩和沉积物,并保存了海底热液蚀变作用的印迹。流体以脉冲方式沿网络状裂隙呈隧道式运移和传输,规模可达千米级,时间尺度在数月至数百年。目前通过高压—超高压变质岩的研究对俯冲带流体已经有了深入的了解,但展望未来,该领域依然有诸多争议和科学问题值得探索。