断层衍射波及其应用ht

本文从衍射波的物理定义出发,简化了Trorey提出的断层上Kirchhoff-Helmholtz衍射方程的解法;计算了不同深度、不同测线方向下的断层衍射波理论地震图;计算了衍射波振幅谱与相位谱,给出了利用衍射波求断层位置的公式;得出了一些新的结论,通过人工地震测深与地震勘探的实例,对断层衍射波的特性有了更明确的认识。 本文的结果表明:断层衍射波发生在地球介质剧烈变化处;衍射点两侧的衍射波走时曲线呈双曲线状;波初动清晰且半周期小;其优势频率振幅谱与反射波的相同,在衍射波与反射波走时曲线相切处附近,记录图中出现衍射波最大振幅,且波反相;视断点与真实断点一般不重合。上述特点可能为判定衍射波并确定断层位置提供判据。     

根据地震波的特性分辨直角断层、銳角断层和鈍角断层

本文根据三维液体-固体超声频脉冲振动的模型试验和野外高频地震勘探的结果,对直角断层（θ=90°）、锐角断层（θ90°）进行了综合分析。θ角改变时,波的追踪范围和类型均不相同。三种断层中振幅随距离的变化亦不同。当θ=90°时,根据反射波或繞射波振幅随距离变化曲线上的极大值点,可以确定断层的位置;当θ90°时,根据振幅曲线上的特征值同样可以确定断层的位置和类型。θ角不同,波的强度变化也不同。不论θ=90°,>90°还是<90°,由一种类型的波向另一种类型的波过渡时,频谱极大值的频率和记录的主周期均有跳跃变化。文中对三种断层做了综合比较,确定了某些基本准则,利用它们可以确定不同类型的断层,这些模型试验结果与野外高频反射波的资料对比,说明它们的特征基本上是一致的。     

含粗糙面断层的远场体波辐射

本文用位错模式研究了含粗糙面断层的远场地震体波辐射。假设粗糙面大小和整个错动面大小的比值为C,并假设破裂从中心开始,计算了不同C值对远场地震波谱的影响。结果表明,与均匀圆盘状断层的远场振幅谱相比,不同之处是,由于粗糙面的存在,当裂纹前端传播至粗糙面的边缘处时,引起波谱开始部分的分裂,表现在谱的第一个波谷处。粗糙面的大小对振幅谱的影响不显著。另外,比较P波和S波振幅谱,发现S波波谱的拐角频率比P波的低。     

根据地震波的特性分辨直角断层、銳角断层和鈍角断层

本文根据三维液体-固体超声频脉冲振动的模型试验和野外高频地震勘探的结果,对直角断层（θ=90°）、锐角断层（θ<90°）和钝角断层（θ>90°）进行了综合分析。θ角改变时,波的追踪范围和类型均不相同。三种断层中振幅随距离的变化亦不同。当θ=90°时,根据反射波或繞射波振幅随距离变化曲线上的极大值点,可以确定断层的位置;当θ<90°或是θ>90°时,根据振幅曲线上的特征值同样可以确定断层的位置和类型。θ角不同,波的强度变化也不同。不论θ=90°,>90°还是<90°,由一种类型的波向另一种类型的波过渡时,频谱极大值的频率和记录的主周期均有跳跃变化。文中对三种断层做了综合比较,确定了某些基本准则,利用它们可以确定不同类型的断层,这些模型试验结果与野外高频反射波的资料对比,说明它们的特征基本上是一致的。     

初动在核爆监测中的应用及分析

核爆炸与地震相比,围绕爆炸源的初动具有更多的向上记录和更高的振幅周期比,初动可以作为核爆与地震的一个识别标志。某些核爆炸的向下记录。或许是由于低信噪比的原因,记录到的是初至波的第二个半周;其余的也许是由于近P波走时曲线的反射波造成。     

河北红山台宽频带地震记录区域叠加研究

可靠的震相走时是地震预警技术中精确测定震源位置和发震时刻的基础,本文运用STA/LTA震相识别技术,针对单台（河北红山台）2009-2021年共计12年积累的地震记录进行叠加计算,得到了红山台记录到的区域地震各震相走时曲线。结果显示,震中距0°～50°范围内红山台共成像7种震相的走时曲线,分别为P、S、PP、SS、PcS、ScS以及R面波震相,且随着组合参数变化,叠加成像的震相种类、震中距范围、清晰度均有所不同。此外,通过绘制各震相走时曲线发现,震中距0°～15°范围内,P波、S波及R波走时曲线基本呈线性变化,震中距0°～15°范围内计算得到红山台区域地震P波传播速度为7.5 km/s左右,S波传播速度为4.2 km/s左右,R波传播速度为3.5 km/s左右,介于P波和S波之间存在一个震相的走时痕迹,波速为5.4 km/s左右。本工作对于提升红山台震中距≤1 000 km的地震预警定位精度有指导意义。     

断层边坡地震动载效应的数值模拟

地震荷载作用下,断层两侧边坡稳定性一直是研究重点,本文主要探讨动态加载对不同位置坡体产生的地震动效应。首先,建立一个截面大小为500 km×100 km的有限元二维动态铲形断层模型,在地表断层两侧构建对称边坡来模拟滑坡地形。然后加载脉冲震源,通过对震源(深度为14 km)处节点指定加速度的方法,模拟计算地震发生后100 s内地震波传播对距断层分别为1 km,30 km及100 km的不同边坡震动产生的影响。结果显示:边坡震动强度随着震源距的增加而快速衰减,下盘的衰减比上盘更为强烈;距断层相同位置处,上盘比下盘振动幅度大;相同山体的不同位置上,水平方向振幅随断层距增大而衰减;垂直方向振幅,相同高程处的振幅相近,高程越高振幅相对减小;随着断层距的增加,山体的水平和垂直方向振幅都逐渐变小;震源距较远位置处的振幅比近震源位置小很多,说明近震位置处振动强度大,即在同等地质条件下,近断层的上盘区域更易发生滑坡。     

限制在1992年加州兰德斯地震断层带中传播的地震导波

沿着1992年6月28日M7.4兰德斯地震的断层线,我们在11个地点安装了7个台的流动地震观测网,台站离断层线的最大距离只有1km。我们发现在S波后面有一个很明显的相对长周期的波列,而且这个波列只有当台站和发生的地震两者都很靠近断层线时才显示出来。我们把这个波列解释为局限于低速断层带内的地震导波。为了研究导波振幅随与断层线距离的分布,以及导波随沿着断层线传播距离的衰减,我们利用尾波规一化法来消除震源与记录位置的影响。规一化后的导波振幅在3-4Hz处出现一个谱峰,该谱峰随着远离断层线衰减很快。频谱幅度在高频段(8-15Hz)出现相反变化趋势,即随着远离断层线而增加。规一化的导波振幅在3-4Hz处也显示出随沿断层带的震源距加大而系统减小,由此我们推断出表观Q值为50。为了证实导波的存在,我们在断层上的11个观测地段中的一个布设了31个台站的密集台阵。记录的结果给出了确凿的证据证实了与断层带有关的导波的存在。我们将导波模拟成夫于两个均匀半空间的速度V_s为3.0km/s的低速波导中传播的S波,从波形模拟推断出波导宽度大约为180m,其剪切波速为 2.0-2.2km/s,Q大约为50。具有清晰导波的余震的位置显示出沿侧向和沿深度的有规则的分布,在三维空间中勾画出了低速断层带的范围。我们发现断层带延伸深度至少10km,这条断层带很明显向南延伸,穿过平托山断层,因为在平托山断层以北的地震台上观测到震中在南面的地震的导波。另外,在主震震中以北大约20km的断层弯曲处断层带出现不连续,在地震台和震中位于断层同一侧时就观测到了导波,而各在一侧时就没有观测到导波。     

井间地震扫描及层析技术

一、井间地震扫描是在一口井内放置震源,在另外一口井接收而获得地震记录。在井内不同深度处放置许多震源与检波器,地震射线便可以详细覆盖井间的岩石剖面。因为测量是在损耗很强的覆盖层及风化带下进行的,所以能够利用高频、短波长的地震波求解大部分类型岩石中的细结构,尽管在井间地震图中存在着反射波,但我们所感兴趣的是透射波,例如井间穿透岩石的直达P波或S波波至。直达波的走时及振幅能够反演产生描述井间地质横剖     

基于波射线路径偏移压制多次波

波射线路径压制多次波的反射波成像是在偏移过程去除多次波同时仅对反射波成像.通过在共炮道集和共检波点道集分别计算炮点射线的入射角和检波点射线的出射角计算射线的路径.从炮点入射的射线与从检波点出射的射线的交点形成的走时,若等于观测走时,可以判断此条射线是反射波;反之,若不相等,则是多次波.数值实验表明此方法可以有效地去掉由于多次波能量产生的假成像点和压制多次波,因此界面可以正确归位,同时去掉由于多次波引起的假成像位置.     

粘弹各向异性反射体模型方位地震AVO模拟及分析（英文）

基于岩石物理模型和广义各向异性Zoeppritz方法在频率域计算裂缝型反射体模型反射波方位地震AVO响应。反射体模型为粘弹各向异性、有限厚度的地质体,其地震反射波形序列包含如下动力学信息,即分界面处介质的波阻抗和非弹性差异、反射体内部波的各向异性传播、在传播路径上的频散与衰减,以及来自顶底界面的反射波的调谐与干涉等。计算表明,速度频散和衰减增顶界面反射波大入射角反射时的振幅,而减弱底界面反射振幅。对于固定入射角的方位地震方位地震响应,PP波反射特征表现为随方位角的增加反射波形序列延续时间变长,而PSV和PSH转换类型反射波的方位各向异性变化特征稳定且受储层厚度影响较小,表现为PSV波反射振幅随方位角增加而增加,PSH波在0°和90°方位无反射能量,在45°方位反射振幅最强。     

关于Δ≥140°的地震衍射波Pdif(P'''')

本文讨论了△≥140°的地震衍射波Pdif的走时及振幅、周期。并讨论了识别这一震相的方法,还肯定了763长周期地震仪记录衍射波Pdif的优越性。     

利用井间地震层析成像方法探测隐伏断层

针对目前隐伏断层探测中存在的技术难题,提出了在地面反射地震勘探初步确定的断点附近,用井间地震层析成像方法探测隐伏断层及其上断点的埋深。首先介绍井间地震技术的应用现状和井间地震层析成像的基本原理,并结合实例讨论了井间初至走时层析成像的野外数据采集和室内资料处理方法。芦花台隐伏断层的井间地震层析成像结果表明,采用弯曲射线追踪方法反演得到的跨芦花台隐伏断层的井间纵波速度结构图像与钻孔联合剖面揭示的断层特征相吻合。     

中国地区深度震相和地面反射波、转换波走时的计算

本文根据中国地区地震P波和S波走时表与地壳和地幔中地震波的速度分布,计算和编制中国地区深度震相pP,sS,pS;sP的走时表以及地面反射波、转换波PP,SS,PS,SP震相的走时表。自1940年Jeffreys和Bullen计算了全球平均的走时表之后,除Herrin等人重新算过pP走时表外,对于sS,sP,pS震相走时一直没有人再行算过。提出中国地区符合实际情况的深度震相走时表,对于远震记录的分析处理,提高测定震源深度的精度,揭示在某些深度和震中距离上深度震相在中国地区的特征将有一定的价值,并与中国地区地震P波和S波走时表相匹配,使之自成一个体系。我们将进一步采用一系列最新数据处理方法计算《深度震相和地面反射波、转换波走时》的软件亦可供其他地区计算走时表的参考。     

利用地震层析成象技术确定横向非均匀介质中的速度分布和界面位置

本文提出一种横向非均匀介质中的地震层析成象方法，由地震走时资料确定介质的速度分布和界面位置。计算中采用了参数分离、变阻尼、奇异值分解等技术，方程的解较稳定，且可得到解的分办。除反射波外，该方法还可同时利用分析波的资料。因此，适宜于折射及宽角度反射地震测深剖面的资料处理。数字试验结果表明，在模型内部，该方法能得到可靠的反演结果。在边界附近效果较差，受初始值影响较大。     

一种新的非均匀断层模型及其振幅谱的特征

本文提出了一种弯曲断层面的非均匀断裂模型。我们把弯曲断层面简化为锯齿形状,当每个锯齿上的滑动是均匀的,同时具有均匀的位错传播速度时,可以得到问题的封闭形式的精确解。对于不同的齿数、齿倾角和场方位角,计算了体波辐射的振幅谱。研究发现,弯曲断层会使谱曲线出现异常的峰值,异常峰值的位置与齿数有关,随齿数的增加向高频方向移动。齿倾角的变化会引起振幅谱曲线上异常峰附近谱包络线的变化。不同方位的观测点处的振幅谱形状各不相同。仔细地将观测谱与理论谱对比,有可能使人们了解断层面的非平面性质。     

核幔边界的速度结构对PKPab波形的影响

用地球的自由振荡研究地球内部结构、速度间断面、密度分布等具有射线理论不可替代的优点。而地球的自由振荡可以用简正振型来表示,用简正振型叠加方法合成的PKP波理论地震图,其PKPab波震相和PKPdf波震相的走时与射线理论计算的理论走时基本一致,并且研究了在地幔底部至核幔边界上方300km处,压缩波的速度梯度的变化对PKPab波振幅的影响,从而证明当波以接近掠射角或者大于掠射角入射时,会有漏能现象的发生,或者可称之为隧道效应。发现用3个不同模型合成的地震图,在震中距相同的情况下,核幔边界上P波速度梯度大的,其PKPab波的振幅较小一些。这也进一步说明核幔边界上方P波速度梯度的变化对漏能现象有一定程度的影响。     

地震反射法中薄煤层分辨能力的研究

本文以非线性地震层状构造理论为基础,对薄层分辨率进行了研究,研究中采用理论计算和合成地震记录,并用超声地震模型试验加以验证。结果表明,薄层可检测性准则,应是它的复合反射波的振幅不小于围岩中较强反射波的振幅。由Farr提出的可检测薄层的极限厚度为λ/12（λ为薄层中地震波波长）,是在薄层顶、底界面反射系数很小时的近似值。指出,当薄层顶、底界面反射系数较大时,如煤层,其可检测性高于Farr定义,且随界面反射系数的增大或频率的提高而提高;适当地提高地震反射波的频率,就能得到厚2-3m薄煤层的大振幅、高信噪比的反射波。上述结论均用煤田地震勘探实例证实。     

昆仑山断层围陷波的分析和研究

对2001年昆仑山口西MS8.1级地震产生的断层带,布设了沿断层和横跨断层的两条人工地震测线.通过对观测资料的定量分析和处理,求得了昆仑山断层带内部的细结构.分析工作包括从S波震相开始的振幅谱计算、速度频散计算、群速度测量,并用面波频散方法反演S波速度结构,用振幅谱比的方法估计断层带的Q值.野外试验结果表明,S波震相与围陷波组的时间差随炮点与台站之间距离增大而增加,在断层带外的测点上观测到与断层带相关的场地效应.最后得出昆仑山断层带宽度为250m、速度结构为断层内低速的分层结构和Q值为15（断层内）和30（围岩）.虽然昆仑山口西地震的震级比美国加州Landers地震的震级（MS7.6）大,且地震产生的破裂带长度长得多,但是这两个地震断层带的宽度却相差不大.     

多波浅层地震勘探中的断层识别

从多波勘探角度较全面地叙述浅层地震勘探中断层识别的文献不多见, 本文根据实际工作资料, 以多波勘探思想为基础, 从走时曲线、波形特征、震相特征、速度结构等多方面探讨了断层了的识别方法。研究结果表明, 由于实际情况的复杂性, 综合利用上述方法, 不仅能识别断层, 还能对断层的性质作研究, 能够取得一定效果。