Seismic anisotropy in a hydrocarbon field estimated from microseismic data

The study of seismic anisotropy in exploration seismology is gaining interest as it provides valuable information about reservoir properties and stress directions. In this study we estimate anisotropy in a petroleum field in Oman using observations of shear‐wave splitting from microseismic data. The data set was recorded by arrays of borehole geophones deployed in five wells. We analyse nearly 3400 microearthquakes, yielding around 8500 shear‐wave splitting measurements. Stringent quality control reduces the number of reliable measurements to 325. Shear‐wave splitting modelling in a range of rock models is then used to guide the interpretation. The difference between the fast and slow shear‐wave velocities along the raypath in the field ranges between 0–10% and it is controlled both by lithology and proximity to the NE‐SW trending graben fault system that cuts the field formations. The anisotropy is interpreted in terms of aligned fractures or cracks superimposed on an intrinsic vertical transversely isotropic (VTI) rock fabric. The highest magnitudes of anisotropy are within the highly fractured uppermost unit of the Natih carbonate reservoir. Anisotropy decreases with depth, with the lowest magnitudes found in the deep part of the Natih carbonate formation. Moderate amounts of anisotropy are found in the shale cap rock. Anisotropy also varies laterally with the highest anisotropy occurring either side of the south‐eastern graben fault. The predominant fracture strikes, inferred from the fast shear‐wave polarizations, are consistent with the trends of the main faults (NE‐SW and NW‐SE). The majority of observations indicate subvertical fracture dip (>70° ). Cumulatively, these observations show how studies of shear‐wave splitting using microseismic data can be used to characterize fractures, important information for the exploitation of many reservoirs.     

Azimuthal anisotropy analysis of walkaround vertical seismic profiling vertical seismic profiling: a case study from Saudi Arabia

Understanding fracture orientations is important for optimal field development of fractured reservoirs because fractures can act as conduits for fluid flow. This is especially true for unconventional reservoirs (e.g., tight gas sands and shale gas). Using walkaround Vertical Seismic Profiling (VSP) technology presents a unique opportunity to identify seismic azimuthal anisotropy for use in mapping potential fracture zones and their orientation around a borehole. Saudi Aramco recently completed the acquisition, processing and analysis of a walkaround VSP survey through an unconventional tight gas sand reservoir to help characterize fractures. In this paper, we present the results of the seismic azimuthal anisotropy analysis using seismic traveltime, shear‐wave splitting and amplitude attenuation. The azimuthal anisotropy results are compared to the fracture orientations derived from dipole sonic and image logs. The image log interpretation suggests that an orthorhombic fracture system is present. VSP data show that the P‐wave traveltime anisotropy direction is NE to SW. This is consistent with the cemented fractures from the image log interpretation. The seismic amplitude attenuation anisotropy direction is NW to SE. This is consistent with one of the two orientations obtained using transverse to radial amplitude ratio analysis, with the dipole sonic and with open fracture directions interpreted from image log data.     

中国东北地区SKS分裂的上地幔各向异性结构与动力学

本研究收集了中国东北地区2008—2016年九年时间内207个固定地震台站和127个NECESSArray流动地震台站的波形资料,利用SKS波分裂的最小切向能量网格搜索方法获得了243个台站的有效分裂结果.研究结果显示,尽管研究区各向异性快波方向基本以NW-SE向为主,但无论是在快波方向上还是快慢波时间延迟上不同构造单元内部与不同构造单元之间均存在着较大差别.大兴安岭造山带北部的各向异性快波方向自北向南由NNE-SSW向转变为NNW-SSE向,在中部以NW-SE向为主,而南部自北而南由NE-SW向逐渐转变为近E-W向;松辽盆地的各向异性快波方向在北部自西向东主要表现为由NNW-SSE向逐渐转变为NW-SE向,在中部自西向东由NE-SW向转变为近E-W向,而在南部既有NE-SW向又有NW-SE向;佳木斯地块各向异性方向由西部的NW-SE转变为东部的NNW-SSE,同时快慢波时间延迟逐渐变大;长白山造山带北部自北向南由NW-SE向逐渐转变为近E-W向,中部各向异性快波方向为NNW-SSE向,且快慢波时间延迟较大,而南部以NW-SE向为主;燕山造山带的各向异性快波方向主要沿E-W向分布,基本平行于燕山造山带的走向.这些结果说明,尽管复杂的各向异性快波方向与局部岩石圈拆沉和热物质上涌有关,但更重要是与"大地幔楔"中物质水平流等动力过程密切相关,也有待将来结合更多地震资料如面波不同深度的特征各向异性进行分析.在阿巴嘎火山群、哈拉哈火山群、长白山火山、龙岗火山和镜泊湖火山区及五大连池火山区等特殊构造区的周边地区,各向异性快波方向围绕这些构造区随方位均发生明显变化,暗示了火山区下方热物质上涌可能影响了"大地幔楔"中的软流圈物质水平流方向.     

云南高黎贡山典型板岩地震波各向异性研究

板岩作为一种浅变质岩在我国有着广泛的分布,对其地震波速度的研究将有助于对这类过渡性岩石的有效区分,对于浅层地壳的各向异性研究也具有重要意义.本文对采自云南丙中洛地区的板岩样品进行了地震波速度的室内实验研究,其中部分实验是在加拿大Dalhousie High Pressure Laboratory完成.实验获得了板岩在围压10~600 MPa条件下、不同构造主方向（X,Y和Z）上的地震波速度,在围压600 MPa时,X、Y、Z三个方向的P波速度分别为6.58、6.46、5.91 km/s,平均速度为6.30 km/s,S波平均速度约为3.62 km/s,VP/VS=1.74;并初步分析了板岩地震波速度、横波分裂及其波速各向异性随着围压的变化规律,发现所测量的板岩在较低围压（150 MPa时）微裂隙基本闭合,黑云母、阳起石等片状矿物的定向排列成为其地震波各向异性的主导诱因,此时（围压为600 MPa）VP、VS的各向异性分别稳定在13%、16%左右.本研究所获取的基础实验数据及所探讨的板岩地震波性质将为确定地壳上部显微裂隙的优选定向、浅层地壳的各向异性分析、地球物理模型条件约束等提供基础.     

蒙古中南部地区地壳各向异性及其动力学意义

利用蒙古中南部地区布设的69套宽频带数字地震仪2011年8月—2013年7月记录的远震事件,使用时间域反褶积方法提取接收函数,并挑选高质量Pms震相,通过改进的剪切波分裂方法对研究区地壳各向异性参数进行了研究,最终获取了1473对各向异性参数.经过统计分析,有48个台站可以归纳出两个方向的各向异性,11台站得到单个方向的各向异性,而剩余10个台站各向异性方向比较发散.结果显示,各向异性在蒙古中南部地壳中呈不均匀分布,有54个台站得到了NE-SW向各向异性,快波偏振方向平均值为N58°E±16°,与最大水平主应力σHmax方向和区域内主要断层走向一致,说明这部分地壳各向异性的主要成因存在于上地壳,可能与流体填充的微裂隙有关.而NW-SE向各向异性在53个台站被观测到,各向异性方向变化范围平均N132°E±16°,与研究区大部分SKS分裂快波方向具有较好的一致性,说明下地壳成岩矿物晶体定向排列是各向异性的主要成因.研究区地壳各向异性的分层特征总体上支持岩石圈受到NE-SW向挤压的动力学模型.     

通过SKS分裂分析非洲中东部 地区地震各向异性

利用非洲台阵(Africa Array)最新的地震记录,通过测量远震SKS震相的分裂参数,详细分析了非洲中东部地区地球介质各向异性可能的成因,包括随应力场变化定向排布的裂隙和岩浆透镜体,以及橄榄石晶格的定向排布等. 结果表明,现今上地幔流动导致的橄榄石晶格定向排布是其各向异性的主要成因,该结果与250 km深度的地幔流动模型一致. 对于少数台站出现的异常结果,则尝试用D″各向异性和双层各向异性模型来解释,并在此基础上讨论了D″各向异性的研究意义.      

汶川地震余震序列的地震各向异性

利用2008年5月12日汶川地震震源区及周边地震台站记录的余震序列资料,使用剪切波分裂系统分析法,分析了汶川地震发震构造龙门山断裂带及周边地区的地壳各向异性特征,推断了地壳最大主压应力方向及空间分布特征.研究结果表明：大致以安县为界,位于龙门山北东段的台站快剪切波的偏振方向为北东向,与断裂带走向一致;而位于龙门山西南段的台站快剪切波的偏振方向为北西向,与断裂带走向垂直;这个特征同样揭示出龙门山断裂带西南段逆冲、北东段带有明显走滑性质的特征.研究还显示,靠近龙门山与鲜水河、安宁河小江断裂交汇区附近的台站快剪切波的偏振方向表现比较离散,这可能是由震源区局部的复杂地质构造引起,与该地区复杂的主压应力方向特点一致.     

四川长宁页岩气开采区上地壳各向异性及其变化特征

四川长宁页岩气开采区2018年12月16日和2019年1月3日相继发生了M_L5.7和M_L5.3地震, 两次中强地震给附近建筑物带来了严重的破坏.本文收集了长宁地区2018年11月至2019年2月的地震波形数据资料, 利用剪切波分裂方法获得了研究区内14个台站的剪切波分裂参数快波偏振方向和慢波延迟时间, 分析了长宁地区地壳各向异性特征, 以及地壳应力场的变化, 初步探讨了两次M_L5.0地震孕育的应力环境.结果显示, 多数台站快波偏振方向有两个优势方向, 北东向和北西向.研究区位于四川盆地南缘盆山结合地带, 构造环境复杂, 剪切波分裂参数较为离散.北西向的快波偏振方向与区域主压应力方向、震源机制解结果一致, 北东向快波偏振方向与之正交.整个研究区域内慢波延迟时间普遍较高, 均值为6.16 ms·km^-1.慢波延迟时间最大值来源于位于两次M_L5.0地震震中之间的XIC台站.离散的剪切波分裂参数以及较高的各向异性强度, 可能与页岩气开采压裂作业有关.水力压裂施工, 页岩地层中注入高压流体, 从而改变了岩体和断层的应力状态, 引起应力环境的改变.慢波延迟时间在M_L5.3地震发生之前表现出明显增加的趋势, 表明地震发生之前地壳应力的积累.M_L5.3地震发生之后观测到慢波延迟时间的降低, 反映了震后地壳应力的突然释放.

     

基于地壳介质各向异性分析江苏及 邻区构造应力特征

江苏及邻区(116°E~123°E,30°N~36°N)跨中国大陆3个地质构造单元(华北地台、扬子地台、华南褶皱系),本文采用江苏区域数字地震台网(1999~2008年)共10年的观测资料,使用地壳介质剪切波分裂系统分析方法(SAM),获取研究区域内共11个台站的剪切波分裂参数.研究结果表明,江苏及邻区背景应力环境并非来自单一的某个一级构造单元,而是受到3个地质构造单元的共同约束.研究区域西南部的应力环境主要受到板桥-南渡断裂、茅山东侧断裂、幕府山-焦山断裂共同作用,具有局部构造应力特征.研究区域东南部应力环境空间分布特征以长江为界,长江以北地区主压应力场方向为NW方向,而长江以南地区的主压应力场方向为近E-W方向.据此推断,长江以南可能存在近E-W方向的活动构造,长江可能是两个具有不同应力特征活动构造的边界.     

Upper mantle anisotropy beneath central and southwest Japan: An insight into subduction-induced mantle flow

Analysis of seismic anisotropy in the crust and mantle wedge above subduction zones gives much information about the dynamic processes inside the Earth. For this reason, we measure shear wave polarization anisotropy in the crust and upper mantle beneath central and southwestern Japan from local shallow, intermediate, and deep earthquakes occurring in the subducting Pacific slab. We analyze S phases from 198 earthquakes recorded at 42 Japanese F-net broadband seismic stations. This data set yields a total of 980 splitting parameter pairs for central and southwestern Japan. Dominant fast polarization directions of shear waves obtained at most stations in the Kanto–Izu–Tokai areas are oriented WNW–ESE, which are sub-parallel to the subduction direction of the Pacific plate. However, minor fast polarization directions are oriented in NNE–SSW directions being parallel to the strike of the Japan Trench, especially in the north of Izu Peninsula and the northern Tokai district. Generally, fast directions obtained at stations located in Kii Peninsula and the Chubu district are oriented ENE–WSW, almost parallel to the Nankai Trough, although some fast directions have NW–SE trends. The fast directions obtained at stations in northern central Honshu are oriented N–S. Delay times vary considerably and range from 0.1 to 1.25 s depending on the source depth and the degree of anisotropy along the ray path. These lateral variations in splitting character suggest that the nature of anisotropy is quite different between the studied areas. Beneath Kanto–Tokai, the observed WNW–ESE fast directions are probably caused by the olivine A-fabric induced by the corner flow. However, the slab morphology in this region is relatively complicated as the Philippine Sea slab is overriding the Pacific slab. This complex tectonic setting may induce lateral heterogeneity in the flow and stress state of the mantle wedge, and may have produced NNE–SSW orientations of fast directions. The ENE–WSW fast directions in Kii Peninsula and the Chubu district are more coherent and may be partly induced by the subduction of the Philippine Sea plate. The N–S fast directions in northern central Honshu might be produced by the trench-parallel stretching of the wedge due to the curved slab at the arc–arc junction.     

鄂尔多斯块体北缘与西缘地区地壳各向异性特征

本研究使用内蒙古自治区数字测震台网2010年1月至2017年10月区域小地震的波形记录资料,采用SAM方法,进行了地壳剪切波分裂的分析,得到鄂尔多斯块体北缘与西缘地区地壳介质地震各向异性的初步研究结果.根据15个台站161个有效地震记录的分析,鄂尔多斯块体北缘与西缘地区的快剪切波平均偏振方向为NE44.4°±38.4°,慢剪切波平均时间延迟为1.7±1.6 ms·km^-1.研究区域的快剪切波偏振显示出两个优势方向,一个是NE方向,另一个是近NS方向.区内的逆冲凸起与走滑正倾断层构造对剪切波分裂产生了直接的影响,造成了剪切波分裂参数的复杂分布,反映了剪切波分裂参数受到区域应力和构造共同作用的影响.鄂尔多斯块体北缘的快波偏振特征有NE和近NS两个优势偏振方向,其东区与西区的快剪切波偏振表现出明显不同的特征.东区的第一快剪切波优势偏振方向为NE,第二快剪切波优势偏振方向为近NS;西区的第一快剪切波优势偏振方向为近EW,第二快剪切波优势偏振方向为近NS.鄂尔多斯块体北缘的区域背景主压应力方向可能总体上为近NS方向,但空间分布有差异,东区NE方向的优势偏振与西区近EW方向的优势偏振更可能反映了断裂与构造的影响.鄂尔多斯块体西缘的快剪切波偏振特征显示出非常清楚的NE向的优势偏振方向,近NS向的优势偏振方向则不太明显,反映出该地区复杂构造对各向异性分布的影响.慢波时间延迟呈现出西低东高的特点,时间延迟的高值出现在鄂尔多斯块体北缘的东部,时间延迟的这种西低东高的各向异性强度变化,可能反映了区域构造活动西强东弱的特性.

     

大别—苏鲁及邻区上地幔的各向异性

大别—苏鲁是扬子与华北的碰撞造山带,对该地区上地幔各向异性的研究有助于了解该区的地幔动力学机制.本文选用了中国数字化地震台网和区域数字地震台网(山东、安徽、江苏、河南、湖北)三分量宽频带的远震地震波形数据,分别采用最小能量法和旋转相关法,对大别—苏鲁及邻区进行剪切波偏振分析,计算了研究区台站下方介质的各向异性分裂参数:快波偏振方向(Φ)和快慢波延迟时间(δt).本文研究结果发现,研究区内快、慢波延迟时间0.5~1.63 s,推测各向异性层深度为57.5~187.6 km,由软流圈和岩石圈地幔的各向异性共同作用引起.快波偏振方向在4个不同构造区表现出不同的特点:华北板块快波偏振方向为近E-W向,根据地质资料,我们分析认为华北板块的各向异性受地幔软流圈流动的影响明显;大别造山带各向异性平行于大别主构造,反映造山过程中岩石圈物质沿大别造山轴部NW-SE向迁移的特点; 在大别南侧和东侧的扬子板块快波偏振方向分别表现为近垂直于造山带走向和NEE-SWW,苏鲁造山带各向异性结果为NEE-SWW,与地表构造有一定的夹角,同时与板块运动方向相差较大,分析认为扬子板块和苏鲁造山带各向异性是由地幔软流圈流动和印支—燕山期构造运动残留在岩石圈地幔的"化石各向异性"共同作用的结果.     

大别—苏鲁及邻区上地幔的各向异性

大别—苏鲁是扬子与华北的碰撞造山带,对该地区上地幔各向异性的研究有助于了解该区的地幔动力学机制.本文选用了中国数字化地震台网和区域数字地震台网(山东、安徽、江苏、河南、湖北)三分量宽频带的远震地震波形数据,分别采用最小能量法和旋转相关法,对大别—苏鲁及邻区进行剪切波偏振分析,计算了研究区台站下方介质的各向异性分裂参数:快波偏振方向(Φ)和快慢波延迟时间(δt).本文研究结果发现,研究区内快、慢波延迟时间0.5~1.63 s,推测各向异性层深度为57.5~187.6 km,由软流圈和岩石圈地幔的各向异性共同作用引起.快波偏振方向在4个不同构造区表现出不同的特点:华北板块快波偏振方向为近E-W向,根据地质资料,我们分析认为华北板块的各向异性受地幔软流圈流动的影响明显;大别造山带各向异性平行于大别主构造,反映造山过程中岩石圈物质沿大别造山轴部NW-SE向迁移的特点; 在大别南侧和东侧的扬子板块快波偏振方向分别表现为近垂直于造山带走向和NEE-SWW,苏鲁造山带各向异性结果为NEE-SWW,与地表构造有一定的夹角,同时与板块运动方向相差较大,分析认为扬子板块和苏鲁造山带各向异性是由地幔软流圈流动和印支—燕山期构造运动残留在岩石圈地幔的"化石各向异性"共同作用的结果.     

利用横波分裂到时差确定北美夏洛特皇后群岛岩石圈各向异性分层参数

本文收集到北美夏洛特皇后群岛VIB和DIB台站2005年1月1日至2014年12月31日2700余条近震三分量横波观测记录.经严格筛选提取到55条35°横波窗内的快慢波到时差值.通过建立到时差与多界面横波分裂路径关系,实现了对横波不同深度分裂界面的可靠识别和深度确定.依据对横波到时差及归一化到时差的分析结果,确认地处俯冲带的夏洛特皇后群岛的地震各向异性分别存在于该地区的上层陆壳、中层洋壳俯冲带及俯冲带底部或下层岩石圈顶部附近.发现除地幔岩石圈外,上两个分层的各向异性强度由北向南减弱,同时向西运动的洋壳俯冲带向南加深.不仅如此,归一化到时差结果显示该地区2012年M7.8强震前后各向异性强度减弱,但在3个各向异性层存在较大差异.无论在分层界面较浅的北部格雷厄姆岛附近还是在分层界面较深的南部莫尔兹比岛附近,强震后最上层的陆壳和最下层地幔岩石圈的各向异性强度均没有变化.M7.8后各向异性减弱全部发生在中层洋壳俯冲带内.并且,距离强震震中越近各向异性强度减弱越大,在一定程度上揭示出强震前后应力变化的空间分布特征.表明该地区洋壳俯冲是引起M7.8强震和现今构造运动的主要动力源.

     

基于地壳介质各向异性分析青藏高原东北缘构造应力特征

青藏高原东北缘由于受到多个构造块体的共同约束,表现出复杂的地球物理特性和地质特性,本文利用甘肃数字地震台网(2001—2008年)的观测资料,采用系统分析方法(SAM),进行地壳剪切波分裂分析,获得研究区内18个台站共1005条记录的剪切波分裂参数.研究结果表明,青藏高原东北缘介质各向异性在空间上存在差异,慢剪切波延迟时间表明了地壳介质各向异性的强弱变化特征,快剪切波平均偏振方向则反映了本区区域构造应力的空间变化特征.分析认为,祁连山—河西走廊活动构造区直接受青藏地块与阿拉善地块间相互作用,与青藏地块构造应力一致;甘东南活动构造区的应力环境主要受到内部活动断裂的共同作用,具有局部构造应力的特征.     

青藏高原东南缘基于背景噪声的Rayleigh面波方位各向异性研究

青藏高原东南缘地区是现今地壳形变和地震活动最强烈的地区之一,也是研究青藏高原现今变形机制和构造演化规律的重要区域.本研究使用云南区域地震台网的55个宽频带地震台站连续地震背景噪声数据,采用双台站互相关方法获得Rayleigh(瑞利)面波经验格林函数,提取相速度频散曲线,反演得到云南地区周期5~34s范围内方位各向异性分布图像.反演结果揭示:短周期(5~12s)Rayleigh面波快波优势方向与区域断裂走向有很好的一致性,快波方向随着断裂走向的变化而变化.周期16~26s快波优势方向与反映上地壳特性的5~12s图像总体图像相似,但细节略有不同.其中,滇中块体内易门断裂和滇中块体内东侧的普渡河断裂附近,各向异性快波方向从NS向NW方向旋转;易门断裂以西呈NW向.这反映了青藏高原物质东流和川滇块体受到青藏块体的南东向挤压作用.周期30~34s范围的各向异性,滇缅泰块体和印支块体,快波优势方向为NS和NNW向;而在滇中块体内部,各向异性快波方向呈顺时针旋转变化,可能与青藏高原物质向东逃逸有关.本文还开展了与体波各向异性的对比分析,通过与近震S波分裂、Pms转换波分裂和远震SKS、PKS和SKKS(以后简称为XKS)分裂的对比研究,发现随着周期的增大,得到的快波优势方向与XKS剪切波快波偏振方向趋向一致,与地壳快剪切波偏振方向呈一定夹角.本研究认为,青藏高原东南缘地区壳幔各向异性具有不同的特征和形成机制.     

Seismic characterization of reservoirs with multiple fracture sets using velocity and attenuation anisotropy data

Knowledge about the spatial distribution of the fracture density and the azimuthal fracture orientation can greatly help in optimizing production from fractured reservoirs. Frequency-dependent seismic velocity and attenuation anisotropy data contain information about the fractures present in the reservoir. In this study, we use the measurements of velocity and attenuation anisotropy data corresponding to different seismic frequencies and azimuths to infer information about the multiple fracture sets present in the reservoir. We consider a reservoir model with two sets of vertical fractures characterized by unknown azimuthal fracture orientations and fracture densities. Frequency-dependent seismic velocity and attenuation anisotropy data is computed using the effective viscoelastic stiffness tensor and solving the Christoffel equation. A Bayesian inversion method is then applied to measurements of velocity and attenuation anisotropy data corresponding to different seismic frequencies and azimuth to estimate the azimuthal fracture orientations and the fracture densities, as well as their uncertainties. Our numerical examples suggest that velocity anisotropy data alone cannot recover the unknown fracture parameters. However, an improved estimation of the unknown fracture parameters can be obtained by joint inversion of velocity and attenuation anisotropy data.     

基于密集台阵资料的S波分裂研究云南宾川上地壳各向异性特征

上地壳地震各向异性主要受区域应力引起的裂隙定向排列影响,也受局部构造单元,如断裂带等的影响.受地震台阵台间距的限制,系统性地研究断裂带等构造因素对各向异性影响的研究还较少.基于云南宾川地区密集台阵在两个月内记录到的9819个S波记录,我们使用MFAST（Multiple Filter Automatic Splitting Technique）方法获得了831个高质量的横波分裂结果.结果显示,（1）该区域内的平均快波偏振方向为NNW向,与区域最大水平主压应力方向一致;（2）空间分布上,断裂带附近台站的快波偏振方向呈现与断裂带走向相关的特征;（3）平均慢波时延为0.087±0.002 s,计算得到的各向异性强度为2.4%,高于云南地区的平均值.研究结果表明,宾川地区的上地壳各向异性主要受区域应力控制,局部特征受断裂带的改造作用,各向异性强度较强.本研究展示了密集台阵在系统性地研究上地壳各向异性的优势,即利用高密度的空间采样可以更好地分析上地壳各向异性的空间分布细节和影响机制.

     

Observation and analysis of frequency-dependent anisotropy from a multicomponent VSP at Bluebell-Altamont field, Utah

In this paper, we present results from the analysis of a multicomponent VSP from a fractured gas reservoir in the Bluebell-Altamont Field, Utah. Our analysis is focused on frequency-dependent anisotropy. The four-component shear-wave data are first band-pass filtered into different frequency bands and then rotated to the natural coordinates so that the fast and slow shear-waves are effectively separated. We find that the polarisations of the fast shear-waves are almost constant over the whole depth interval, and show no apparent variation with frequency. In contrast, the time delays between the split shear-waves decrease as the frequency increases. A linear regression is then applied to fit the time-delay variations in the target and we find that the gradients of linear fits to time delays show a decrease as frequency increases. Finally, we apply a time-frequency analysis method based on the wavelet transform with a Morlet wavelet to the data. The variation of shear-wave time delays with frequency is highlighted in the time-delay and frequency spectra. We also discuss two mechanisms giving rise to dispersion and frequency-dependent anisotropy, which are likely to explain the observation. These are scattering of seismic waves by preferentially aligned inhomogeneneities, such as fractures or fine layers, and fluid flow in porous rocks with micro-cracks and macro-fractures.     

全球地震各向异性数据汇编及相关研究综述

地震各向异性是我们了解地球内部结构及其演化过程的重要信息之一,同时为岩石圈及其下部地幔在过去和现在相当长时间范围内的变形特征提供了关键性的约束.Schutt和Fouch及Wiistefeld等分别于2001和2009年对地震各向异性数据进行了汇编.本文在此基础上,收集了最新的相关观测数据,并对其进行了建库处理,数据收集过程中,我们更加注重原始数据中关于地震震源深度和震级等方面的参数收集,这些地震各向异性的观测数据,基本覆盖了NUVEL-1A模型中除可可斯和斯科舍板块以外的13个板块.这些地震各向异性数据尽管来源不同,数据质量参差不齐,给我们进行统一数据汇编带来了一定的困难,但很显然,作为基础数据,其汇编与统计分析工作还是很有意义的.相关的研究工作已经表明,地震各向异性可以用来反映俯冲带流动场的主导因素,我们对这些汇编数据的初步统计分析也显示,地震各向异性与全球板块运动及应力场特征之间均存在着较好的相关性.尽管在板块与板块间的边界带,尤其是俯冲带地区,其相关性相对较差,这可能是由于板块俯冲机制的复杂性及上地幔中固态岩石层与软流层相对非定向流动的复杂性造成的.