重震联合中速度-密度耦合研究综述

基于物性参数耦合的多地球物理数据联合反演方法是21世纪初发展起来的新技术,速度-密度耦合约束下的重震联合反演是其重要分支之一.相比于传统的重震资料综合解释,基于速度-密度耦合的重震联合反演能够减少主观因素的干扰,发挥地震和重力数据的互补作用,产生精度和一致性更高的速度-密度模型.结合国内外现状,本文较为全面地介绍了现有的速度-密度耦合方式,并讨论了速度-密度耦合约束下重震联合反演策略和目标函数的构建及求解等相关问题.不同反演策略和耦合方式的适用性不同,没有绝对的优劣之分.根据研究区的实际情况,在合适的速度-密度耦合约束下开展重震联合反演研究和应用是下一步工作的重点.     

重震联合反演框架及应用新进展

重震联合反演是多地球物理数据联合反演的重要分支.通过调研国内外重震联合方面经典和最新文献,从模型参数化、联合数据类型、反演的实现和结果评价、优势及应用等多个角度对重震联合框架和新进展进行了介绍.相比于单数据集反演,重震联合反演在减弱多解性、提高物性分辨率、提高成像质量、岩性分类和地质解释等诸多方面都具有独特优势.目前,重震联合方法和技术还处在发展阶段,在多类型数据的结合、反演及定量评价、加强实际应用等方面发展空间还很大.最后,提出了重震联合方面值得关注的几点问题和可能的发展方向.     

对廖家湾地球物理异常的新认识

为查明黄沙坪-廖家湾矿集区深部地球物理异常与成矿的关系,以及地下精细结构,本文采用人工地震、AMT、高精度磁测、综合物性研究等探测技术,结合该区的地质资料和前人的物性成果,通过磁、电、震联合反演,探讨了廖家湾成矿地球物理异常的深部地质成因;采用深、浅不同深度的地震反演速度剖面所提供的相对精细、精确的地下介质几何结构与速度变化特征,约束磁性与电性异常的解释,获得了较好的磁-震、电-震的一致性.研究表明:高磁性的矽卡岩与地面和航空磁异常密切相关,成矿地球物理异常与区内多金属矿(化)关系密切,是由深部隐伏钨锡矿(化)矽卡岩体引起.     

南海北部盆地基底岩性地震-重磁响应特征与识别

针对性选取东南沿海露头剖面18条,采集245件南海盆地基底可能出现的岩性样品,测定其密度和磁化率,建立各种岩性的密度-磁化率交会图版,以此约束过井地震剖面和重磁异常的地质解释,总结出南海北部盆地基底火山岩、侵入岩、变质岩和沉积岩4大类11亚类岩性的地震-重磁响应特征.应用重磁震-岩性解释模型逐一对南海盆地北部主干剖面进行地质-地球物理综合解释,从而实现了盆地基底岩性的平面填图.这种从盆缘剖面到盆地内部、从岩石物性测量到地质-地球物理综合解释的方法,在资料获取难度大、地质条件复杂的南海盆地基底地质研究中,业已证明是行之有效的,相信在其他盆地研究中也会有借鉴意义.     

卫星重磁数据球坐标系下正反演方法研究进展

卫星重磁观测数据覆盖范围广、更新周期快是现代地球物理中重要的数据类型之一.随着卫星重磁观测技术的不断发展,卫星重磁观测数据的精度和分辨率得到了大幅提高,被广泛的应用于探索地球、月球、火星等天体内部物质分布、结构、构造等地学问题的研究.在研究过程中,对卫星重磁数据选择合适的处理和反演方法是后续能否进行精确分析解释的重要前提.基于球坐标系下的卫星重磁数据解算、正、反演方法为大尺度地学问题的球面研究为更贴近于实际地质情况提供了方法技术支持.本文针对卫星重磁数据的曲面数据和大尺度应用研究的特点,对近年来提出的球坐标系下Tesseroid单元体的正、反演方法进行了较为全面的阐述.可为国内同行深入了解卫星重磁数据在球坐标系下的研究现状和开展进一步的研究提供参考,促进卫星重磁数据在我国地球系统科学领域中发挥更大作用.     

重震联合反演方法及其应用进展

地球物理反演是探索地下结构的最佳途径之一.地震波可以穿透到地球深部进行直接采样,是探测地球深部的主要方法.重力是结构体密度分布与地表观测点之间距离的体积积分效应,重力异常随着源深度的增加衰减很快,其对浅部结构的灵敏度明显优于地震数据.地震和重力联合反演能够相互补充和约束,提高空间分辨率,使反演结果更加稳定可靠.本文首先介绍了联系地震和重力数据的速度-密度经验关系,随后分别介绍了重震联合反演的3种常用方法—顺序反演、同步反演和交叉梯度反演,简要阐述了各种方法在国内外的应用情况.分析认为顺序反演将两类数据分开独立进行计算,原理简单,易于操作实现.但是该方法依赖于先验模型和速度-密度经验关系,可能存在分辨率较低区域(如模型边界)的误差放大效应.同步反演采用将地震和重力数据放在同一方程组中同时反演的策略,减弱了单一数据先验模型对结果的影响,但两种数据的同时运用势必引入数据权重分配问题.交叉梯度寻求不同物理参数模型在结构上的相似性,对潜在的岩石物性关系做了最少的假设,一定程度上降低了反演的非唯一性,但强制性地匹配模型的结构不一定完全符合地下介质的物性分布.因此使用交叉梯度方法反演时应注意模型的推导需要遵循客观标准,以控制模型的结构相似性和数据拟合度.最后指出重震联合反演中的速度-密度经验关系和数据的权重分配仍是值得探究的问题.     

琼东南盆地基底特征及其构造演化

本文通过处理琼东南盆地现有的重磁数据资料,得到琼东南盆地重磁特征,并采用三维Parker法进行重磁基底深度的反演,获得琼东南盆地的重力基底深度变化在1～11 km之间,磁力基底深度变化在5～11 km之间,结合地震剖面的重磁震联合反演结果和钻井资料推断琼东南盆地的基底岩性主要以酸性花岗岩和中性安山岩为主,少量陆相中生界地层.琼东南盆地的基底演化表现为早期主要与古特提斯洋的演化相关,晚期则与太平洋板块的俯冲密切相关.     

基于剩余异常相关成像的重磁物性反演方法

将场源区剖分成长方体单元,通过采集的重磁数据反演出这些单元的密度或者磁化率变化,勾画出场源的分布图像,这种方式是重磁三维反演的重要方向.重磁相关成像通过计算测量的重磁异常与地下各点在测区上的重磁异常的归一化相关,显示出异常地质体的空间赋存状态和等效剩余重磁物性.该方法计算速度快,方法简单、稳定,但是反演的结果只是在-1到+1之间的等效物性,不能够直接反演剩余密度或者磁化率,并且无法引入已知的地质约束.本文通过对物性模型的正演和实测结果的残差进行相关成像,迭代更新物性模型实现对物性参数的反演过程.模型实验证明该方法相对相关成像不仅能提高分辨率,还能够得到真正的物性参数.     

南海前新生代残留盆地分布综合地球物理研究

为了对南海海域的前新生代残留盆地分布有个整体而全面的认识,本文开展了南海残留盆地宏观分布的综合地球物理研究.通过岩石物性分析,综合重、磁、震等地球物理方法,利用正演与反演方法,分区计算并求取了南海的重力基底和磁性基底埋深,得到了中生界及前中生界残余厚度,给出了整个南海前新生代残留盆地的宏观格架与残余厚度分布特征并讨论了...     

对应分析约束下的重磁联合反演及其在塔里木盆地的应用

综合应用重磁对应分析和重磁联合反演的基础上提出对重磁联合反演的一种改进方法：约束联合反演，即利用重磁异常相关系数对联合反演中目标函数进行加权。实验结果表明，该方法有利于迭代反演的收敛性。把该方法应用于塔里木盆地东部库尔勒～若羌剖面，结果说明，以对应分析的结果作为先验认识，有助于合理地建立最优化反演的初始模型，能提高解释结果的质量     

多源异构地震数据的一体化编码和接口技术的设计与实现

以多源异构地震灾情数据为研究对象,针对震后灾情获取缓慢且碎片化、公众涉灾信息数据异构、多维、数据格式差异大、部分数据维度缺失导致的数据无法得到综合利用、决策支持不到位等问题,基于相关灾害信息标准化管理,提出多源异构地震数据的一体化编码和接口技术规范。根据此规范,设计实现了灾情数据的一体化编码管理以及基于开放式接口规范的灾情数据接入,从而实现了灾情数据入库、管理、实时发布的全周期一体化管理。同时,给出了多源异构应急信息大数据资源的统一表达模型,为震后应急管理提供了技术保障,提升了灾情数据管理效率。     

Multi‐dimensional analyses of the SEAM controlled source electromagnetic data—the story of a blind test of interpretation workflows

Using a subset of the SEG Advanced Modeling Program Phase I controlled‐source electromagnetic data, we apply our standard controlled‐source electromagnetic interpretation workflows to delineate a simulated hydrocarbon reservoir. Experience learned from characterizing such a complicated model offers us an opportunity to refine our workflows to achieve better interpretation quality. The exercise proceeded in a blind test style, where the interpreting geophysicists did not know the true resistivity model until the end of the project. Rather, the interpreters were provided a traditional controlled‐source electromagnetic data package, including electric field measurements, interpreted seismic horizons, and well log data. Based on petrophysical analysis, a background resistivity model was established first. Then, the interpreters started with feasibility studies to establish the recoverability of the prospect and carefully stepped through 1D, 2.5D, and 3D inversions with seismic and well log data integrated at each stage. A high‐resistivity zone is identified with 1D analysis and further characterized with 2.5D inversions. Its lateral distribution is confirmed with a 3D anisotropic inversion. The importance of integrating all available geophysical and petrophysical data to derive more accurate interpretation is demonstrated.     

考虑非均匀地幔的重力-地震联合建模

本文提出在综合地球物理研究中,为了使重力数据处理和反演更加符合实际的地质情况,重力-地震联合建模分析时应当考虑非均匀地幔物质的重力效应.本文针对含油气盆地结构、断裂构造、大陆边缘演化和洋陆转换带等热点地质问题,广泛调研了全球范围内多个地区的综合地球物理研究成果,及其对应的地幔深部结构,发现地幔的横向不均一性是普遍存在的.在以往许多基于重力、地震数据的综合研究实践中,重力异常分离和建模分析通常都是在地壳内部（莫霍面以上）进行的.这种处理方式实际上是以均匀地幔为假设前提,虽然简化了重力异常分离和建模分析的难度,但忽略了地球深部的不均匀性所带来的重力异常,所获得的剩余重力异常和在此基础上进行的密度结构反演、地质解释会存在偏差.本文通过对模型界面的2D正演,定量探讨了非均匀地幔对布格重力异常的影响.在对四川盆地的实例研究中,剥离了非均匀地幔的重力效应,2.5D重震联合模拟的结果明显优于均匀地幔假设条件下的结果.     

地球外部扰动重力严密改化模型及分析检验

直接积分模型是计算地球外部扰动重力的主要数学工具,将全球积分模型改化为局域积分模型是实现地球外部重力场赋值的前提条件.相比表层积分模型和向上延拓积分模型,Stokes积分模型要求的输入信息种类最少,故在减轻数据保障压力方面具有比较明显的优势.在实施Stokes积分模型工程化应用过程中,我们发现扰动重力径向分量积分模型从...     

基于综合数据库的安徽省地震应急分类响应辅助决策系统

建立了由基础地理数据库、地震地质数据库、地震监测数据库、地震预报数据库、地震应急数据库组成的安徽省防震减灾综合数据库,收集并整理了安徽省地震局自建局以来的各类业务资料.实现了信息化管理.在防震减灾综合数据库的基础上,利用GIS技术研制了具有安徽特色的地震应急分类响应辅助决策系统,在有感地震应急、地震模拟演练以及地震技术...     

地震信息传播平台综合服务分析

随着网络技术的飞速发展,已经形成了微博、微信等新兴的信息传播方式,因其传播快速和便捷的特点已成为传递信息的重要渠道。本文基于地震信息传播的特点和新兴媒介平台的优势,通过对地震信息资源的分析,提出了建立以地震监测、震害防御、应急救援为主体的地震信息发布构架。同时,借助大众新媒体传播及时快捷、立体多元、全面覆盖的信息平台,可为公众提供丰富多彩的地震信息服务。     

新疆地震综合预报判据和指标的研究

本文在地震综合预报清理攻关及有关震例研究的基础上,根据地震孕育的阶段性,分四个时段提取了新疆地震预报实践中常用方法、手段的单项异常预报判据和指标,定性和定量地研讨了综合预报方法。提出地震综合预报的集成预测概率方法。     

Seismic assessment of the rigid sliding displacements caused by pulse motions

This paper presents a comprehensive study on the rigid block sliding displacement of slopes subjected to ground motions with large velocity pulses. A comparison of the performance of various existing empirical displacement models is provided through analyses of the displacement residuals of slopes subject to pulse-like motions. Except for the PGA- and PGV-based Saygili and Rathje model (2008, referred to as SR08), positive medians of residuals are observed for selected models, indicating an under-estimation. There is a negative constant shift in the total residuals for the SR08 model, which can be easily fixed by changing the constant term in the predictive equation. The residuals from the SR08 model also have the smallest standard deviation compared to the other models. A modified SR08 model is developed for predicting rigid block sliding displacements for pulse-like motions. The modified predictive model is used in probabilistic seismic displacement analyses of slopes in a hypothetical near-fault region.     

Integration of Local Observations into the One Dimensional Fog Model PAFOG

The numerical prediction of fog requires a very high vertical resolution of the atmosphere. Owing to a prohibitive computational effort of high resolution three dimensional models, operational fog forecast is usually done by means of one dimensional fog models. An important condition for a successful fog forecast with one dimensional models consists of the proper integration of observational data into the numerical simulations. The goal of the present study is to introduce new methods for the consideration of these data in the one dimensional radiation fog model PAFOG. First, it will be shown how PAFOG may be initialized with observed visibilities. Second, a nudging scheme will be presented for the inclusion of measured temperature and humidity profiles in the PAFOG simulations. The new features of PAFOG have been tested by comparing the model results with observations of the German Meteorological Service. A case study will be presented that reveals the importance of including local observations in the model calculations. Numerical results obtained with the modified PAFOG model show a distinct improvement of fog forecasts regarding the times of fog formation, dissipation as well as the vertical extent of the investigated fog events. However, model results also reveal that a further improvement of PAFOG might be possible if several empirical model parameters are optimized. This tuning can only be realized by comprehensive comparisons of model simulations with corresponding fog observations.     

金属矿产勘查技术发展现状与思考

近年来，以寻找金属矿产为目的发愤卢业的勘查新技术可概括为：（1）以寻找隐伏矿为目标的覆盖区地球物理勘查技术，其中包括“三维地震”和“高光谱遥感”技术；（2）地球化学勘查新技术，其中包括“深穿透地球化学技术”、“地球化学信息的综合解释和地球化学填图技术”；（3）“找矿信息提取和综合”技术等。限于篇幅，本文仅对地球化学勘查新技术的研究现状进行了分析，同时对下列问题进行了思考：（1）在一个地区开展地球化学找矿工作首先要确立合适的取样介质，取样介质的立应以查明成矿成晕元素的形成机制和赋存状态为基础；（2）加强不同景观条件下不同矿种和不同矿床类型的异常特征和异常模式研究，建立区分矿异常和非矿异常的模式识别模型；（3）加强不同景观地质条件下，不同勘查尺度的地球化学填图技术研究，以实现迅速掌握全局，逐步缩小靶区的找矿战略；（4）加强地球化学信息与地质、地球物理和遥感信息相结合的信息综合技术的研究，应用综合信息定量圈定和评价找矿靶区，减少矿产勘查的不确定性。