波形反演方法及其在新疆地区转换波测深中的应用

利用天然地震记录直达P波后续20s内的波形信息,研究了地壳、土地慢速度结构反演的方法、唯一性、精度及应注意的问题,并将求解有条件极值的惩罚数法和求解无条件极值的单纯形法引入到波形反演.数值计算证明,波形反演方法对记录的误差有压制作用,在深源、远震、各向同性水平层状近似合理的前提下,可用一个地震事件在射线平面内的二分量记录反演台站区地壳、上地幔P、S波速度结构.在新疆天山地区转换波流动台站观测中,选择出较好的记录进行波形反演,给出了该转换被测深剖面上6个台站下方的地壳、上地慢P、S波速度结构.通过塔里木盆地内一测点上波形反演和地震勘探结果的对比证明,波形反演方法具有满意的精度.     

震源区和接收区结构不同情况下体波合成地震图的矩阵-射线方法

本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右.     

分块三维速度模型生成及理论地震图的计算

本文提出了在计算机上实现分块三维地壳模型及利用加权最小二乘拟合生成平缓光滑的三维速度函数的方法,给出了适用于分块、块内速度连续变化的三维模型中Cauchy射线追踪的新算法,简介了基于上述方法反射线的基本理论所编制的合成三维理论地震图的程序包RSSGTD.给出的两个盆地状模型的算例表明,所使用的模型生成方法具有模拟复杂地壳结构的能力;与三维样条函数方法比较,最小二乘拟合方法能给出更加适合射线方法合成地震图计算的速度函数,并且内存小、计算速度快;所给出的Cauchy射线追踪算法能够适合块状模型中任何体波射线的追踪.     

震源区和接收区结构不同情况下体波合成地震图的矩阵-射线方法

本文进一步扩展了合成地震图的广义射线方法.由于算法中将地球模型划分成震源区、接收区和地幔区,因此可用于计算震源区与接收区速度结构不同时的体波合成地震图.新算法把广义射线理论与传播矩阵理论结合起来,并采用了分层Q值模型,从而可以自动包括指定介质层内所有多次波的混响.为简便数据准备,设计了射线编码自动生成算法. 本文算法与Kind扩展的反射率法用相同的地球模型进行了数值结果对比,结果表明,矩阵-射线方法用于计算体波地震图时,不但有足够好的精度,而且还具有速度快并适于单个震相研究的优点.在计算由10个接收点组成的地震剖面时,其计算时间仅为反射率法的7％左右.     

地震波的散射与盆地的场地效应

根据射线理论对二维盆地型试场地与Ｐ波波列特征的关系，波列中震相的性质及其产生的原因等进行了研究，对决定震相振幅大小的散射系数，几何扩散和波阻抗３个因子等的研究表明，因界面弯曲引起的广角反射和聚焦分别Ｐ波波阵中出现大能量团的第一和第二位的重要因素，在层内纵，横波波速比和层间波速比大范围变动的条件下，对界面散射系数的计算表明，介质内界面上Ｐ到Ｓ的反射转换波是指示界面两侧速度反差强弱以及入射波所在介质层     

天山造山带地壳结构与构造──乌鲁木齐─库尔勒地震转换波测深剖面

沿乌鲁木齐－库尔勒３５０余公里长的测线上完成了穿越天山的地震转换波野外观测，得出天山造山带的深部构造剖面图和壳内Ｐ，Ｓ波速度结构模型．天山的结晶地壳可分为４层，各层的速度分别是：Ｖｐ值为５．９，６．３，６．６，６．９ｋｍ／ｓ；Ｖｓ值为３．２，３．５，３．７，３．９ｋｍ／ｓ。上地幔顶部的波速：Ｖｐ值为８．１０ｋｍ／ｓ。Ｖｓ值为４．６ｋｍ／ｓ。天山地区的地壳厚度为４２－５６ｋｍ，中天山最厚，达到５０－５６ｋｍ。地壳中部存在低速透镜体。探测结果表明，天山大地构造可分为北天山、中天山和南天山３个区，其地壳深部构造特征各不相同。用颤动构造理论来解释天山造山带的形成机制和演化较板块构造理论更为合理。     

地震转换波测深中二次反射波震相的识别和利用

二次反射波震相的识别和利用对于进一步发展地震转换波测深法有重要意义。本文利用合成地震图方法,分析研究了短周期远震三分量初始30秒记录中主要震相的运动学和动力学特征。文中集中分析了PPP和PPS型二次波震相的振幅、波形和到时差等特征,及其与震中距、界面两侧波速差、界面结构和介质吸收等因素的关系。讨论了综合利用PS波和二次波震相的到时差资料测定介质速度参数的方法,并介绍了应用实例。