深井中地震波观测结果的某些物理解释

随着深井观测地震台网的进一步发展,在深井中获得的地震资料反映出了不少有意义的信息。本文对纵向不同深度上记录的地震波特征进行了分析和研究,探讨了纵向不同深度上各点之间记录的地震波走时差异和振幅差异的物理成因,指出了台基介质特性及空间状态(全空间或半空间)对地震波传播特征和记录特征的影响,并用软盖层效应加以统一解释。结果表明,在地下纵向不同深度上,自下而上直至地面,地震波的位移幅度逐渐放大、走时加长、周期变大;平原地区的松散沉积覆盖层对地震波产生放大、延时和滤波作用;在井下可以观测到向下传播的地面反射波,因而使得波列变复杂。     

地震波振幅异常的某些物理解释

本文把较大地震前观测到的地震波振幅异常变化与模拟实验的结果及理论分析加以对比,借助于地壳介质的变化对振幅比前兆异常特征提出了某些物理解释。较大地震前观测到的地震波振幅比时间变化呈“低值——上升到稳定高值——发震——回到正常值”的形态;主震危险区位于异常区内,多数在比值梯度大的地方,临震时比值骤增,各台比值峰值出现时间由震中距,方位角不同而有序。岩石压力实验中压力达岩石破坏强度50—60%以后,P波振幅随压力增加而下降,幅度较大;A_S/A_P随加压而下降,达破坏强度90%以后,迅速回升;若加载达破坏强度之95%时充水稳压,P波振幅在各方向均减小。在理论上把孕震过程中介质的变化分别用单相和多相介质模拟,多相介质中考虑以气和水为孔隙流体,给出本构关系,求出速度和垂直向位移。理论工作表明:A_S/A_P在孔隙介质为气时比为水时小;P波振幅变化大;孔隙度大,振幅比变小。介质中应力集中程度达岩石破坏强度60%前后,可分别用单相和多相来描述介质。两相中,微裂隙张开,以气体为主,A_S/A_P变小,呈负异常,达90%时,A_S/A_P上升,围压大于孔隙压,孔隙流体以水为主,且水进速率大于孔隙度增大速率;临震时予滑,应力部分解除,孔隙部分闭合,孔隙饱和,振幅比出现峰值,至于空间分布则要考虑应力积累与调整部位介质强度不同,可能造成孔隙度及饱和度不同所致。由于本文的物理解释中综合了实际观测,模拟实验和理论分析的结果,又把应力状态与介质变化联系起来,故此种解释可能具有成因观点。     

深井观测地震波的研究

本文系统地总结了我国深井观测地震波的运动学和动力学特征,即从地面与井下以及土层与岩层,分别就地震波振幅、走时、频谱、波场等方面做了讨论,并用软盖层效应加以统一解释。本成果已在台站建设、资料分析、震源参数测定、油田裂缝定位和介质结构参数测定等方面发挥了作用。     

深井观测中井对地震波影响的初步研究

地震观测中越来越多地采用深井观测技术。本文对深井观测系统中井对地震波的影响进行讨论,得到:在地震波频段里,井的存在对井中三分向地震仪的水平分量没影响,只是在一个比较有限的范围内对垂直分量有一定影响。在一级近似下,深井观测与地表观测地震波的差别是因地震仪被放置的位置不同所致。 这一结果将有助于深井观测资料与地面观测资料的统一使用。     

深井观测地震波分析（讲座）

前言地震波的井下观测,其主要目的是为了降低背景干扰水平,提高地震监测能力和分辨能力。近20年来,继美国、日本、苏联之后,我国相继建设了70多个井下观测地震台站。这些台站集中分布在北京、天津、上海三个区域台网内;江苏、河北、河南、山东、山西、甘肃、陕西、云南、四川等地区,也布设了一定数量的井下观测地震台站,以弥补原台网的不足。目前,我国的井下地震观测系统正在从实验性应用阶段向实用化阶段过渡,井下观测地震台已成为我国地震监测台网的重要组成部分,在提供地震基本参数、监视地震活动变化等方面,日益发挥出重要的作用。     

深井地球物理观测与东海深井长期观测的最新进展

<正>深井地震与地球物理观测(Borehole Seismology)是21世纪的一项崭新的高科技项目。东海深井地球物理长期观测是我国开展深井地震学观测研究迈出的第一步。20世纪70年代起,国外地球物理学界开始从地面观测向地下深井发展,前苏联等国相继进行了不同深度的科学钻探。1995年国际大陆科学钻探计划(ICDP)组织成立,中国为其成员国之一。此后随着项目的进行与发展,世界发达国家的科学家规划建设了多个深井钻孔与观测台站,组建了区域深井观测台     

由深井观测推论的沉积层地震波传播特性

为了研究受沉积层调节的地震运动的特性，日本国立防灾科学技术中心在关东地区布设了一些强震观测台阵。特别是利用最大深度600m或更深至早第三纪基底顶端之下的深井台阵调查研究了具有百达几千米沉积层的地震反应。根据观测结果，我们确定了两种沉积基底系统的基本地震反应。一种是由在沉积层基底系统上S波的多重反向所引起，沉积层当作水平构造来处理。另一种是由S波在地表面和倾斜基底界面产生的一系列全反射所引起的。这一串全反射的SH脉冲产生的一种伪靳夫波。最近，我们曾试图利用深井资料和地面台阵资料来分离震源谱、传播特性和场地放大特性。本文介绍利用1987年12月17日发生在千叶县以东近海M＝6．7地震资料估算的场地放大特性与地质条件之间的关系。     

江苏东海深井观测地震波形及其信噪比研究

为了探索在高噪声干扰地区获取高信噪比地震信息的有效途径,本文分析了我国第一个超深井地震观测站江苏东海地壳活动国家野外科学观测研究站设置在地面与井下三个不同深度处的地震仪所记录的波形及其信噪比特征。结果显示：由于观测研究站周围强烈的噪声扰动,地面地震仪记录中无法识别M_L0.8地方震波形,而深井地震仪可清晰地记录到该小震波形,且深井地震仪可观测到较地面地震仪更多的零级或负震级地震;井下三组不同深度地震仪所记录波形的信噪比均远高于地面地震仪,且不同深度地震波形信噪比的平均值随仪器深度的增大而增加。井下1 559.5 m处的地震仪的波形平均信噪比为69.20 dB,2 545.5 m处的信噪比达到74.15 dB,均达到高保真波形的信噪比值,这说明1 500 m深处地震仪所观测到的波形可以有效地避免地面干扰,因此深井地震观测能够提供高信噪比的波形资料,为研究震源过程和场地效应等提供真实可靠的基础资料,这也预示着深井观测将促进深井地震学的研究与发展。     

利用地质及地球物理观测方法解释岩石物理特性的实验结果

利用地质及地球物理观测方法解释岩石物理特性的实验结果巴卡耶夫Ｍ．Ｋｈ（乌兹别克斯坦科学院地震学研究所，塔什干）ＩＮＴＥＲＰＲＥＴＡＴＩＯＮＦＯＲＴＨＥＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹＲＥＳＵＬＴＳＯＦＭＯＵＮＴＡＩＮＲＯＣＫＰＨＹＳＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯ...     

深井地球物理观测的最新进展与中国大陆科学钻探长期观测

深井地震与地球物理观测(Borehole Seismology)是21世纪的一项崭新的高科技项目. 其目的是为了解决地球的表面效应和人类社会高度发展的城市化、工业化、现代化带来的噪音干扰,提高信噪比,推进现代地球物理观测与研究.随着地球系统科学的深入以及解决环境、资源、地震灾害预报等问题的需求, 近年来世界大陆科学钻探以及在钻孔深井内进行的地球物理长期观测得到了飞速发展,取得了高精度的观测研究成果. 中国大陆科学钻探长期观测在前期工作基础上,已经启动并正在构建我国第一个无地面干扰的深井地震、地球物理长期观测站,为实现我国的“入地”科学计划,开创我国21世纪地球科学观测研究的新局面作出贡献.     

地壳的Q结构与观测结果的解释

本文分析了地壳Q结构对于实测Q值结果的影响。对已发表的大部分实测数据进行分析,结果表明地震波射线路径与Q值显著相关。因此,在对实测的Q值空间分布状况进行解释的时候,不仅要考虑地震波频率的影响,还应对射线路径—距离效应进行分析和校正。本文还按照现有中国大陆地壳速度模型计算了地震射线在水平层状介质中的传播路径及震中距与射线最低点深度的函数关系,给出了华北及西南部分地区地壳Q结构。     

深井水位观测中气压订正法

深井水位的变化作为地震预报的有效手段，已被大家所认可，但该变化受气压影响较大，气压改正的正确与否直接影响到水位的变化。针对气压改正进行研究，使之理论化、系统化。     

甘肃与邻近地区地震波运动学和动力学特性的某些观测研究及其应用

木文利用永登地区人工地震资料和九条岭、南坪、松潘天然地震资料研究甘肃及其邻近地区地震波特性。结果表明:在甘肃东部与邻近地区地壳中反射纵波的平均速度是6.21公里/秒,σ_v=0.029公里/秒;河西地区为6.32公里/秒,σ_v=0.016公里/秒。人工地震产生的回折纵波的衰减较天然地震横波快得多。在临界反射区以内,人工地震反射纵波的频率基本上保持稳定,反射波振幅与回折波振幅比A_P11/A_P按距离大体分为三段,每一段随距离变化不太明显。观测结果对于本区地震研究、测震分析有一定参考意义,也为观测震前振幅比异常提供了依据。在分析速度分布和振幅衰减的基础上,本文认为甘肃及邻近地区地壳模型可取为单层不均匀介质(沉积层除外),本区西部地壳厚度为54公里,东部为50公里,在局部地区为47公里。为了给今后本区的现测工作积累经验,对野外工作方法和仪器调试作了简要讨论,並编绘f爆破地动速度随宸中距衰减的经验曲线,可供野外工作参考。     

一种新型电磁波观测装置——深井垂直天线及初步观测结果

本文介绍了深井垂直天线与地表天线同步接收的多频道电磁波接收装置的原理和结构,以及1985年以来观测的初步结果及震前电磁波异常特征。     

双相介质中地震波衰减的物理机制

High-frequency seismic attenuation is conventionally attributed to anelastic absorption. In this paper, I present three studies on high-frequency seismic attenuation and propose that the physical mechanism results from the interference of elastic microscopic multiple scattering waves. First, I propose a new theory on wave propagation in a two-phase medium which is based on the concept that the basic unit for wave propagation is a nano- mass point. As a result of the elasticity variations of pore fluid and rock framework, micro multiple scattering waves would emerge at the wavelength of the seismic waves passing through the two-phase medium and their interference and overlap would generate high- frequency seismic attenuation. Second, I present a study of the frequency response of seismic transmitted waves by modeling thin-layers with thicknesses no larger than pore diameters. Results indicate that high-frequency seismic waves attenuate slightly in a near-surface water zone but decay significantly in a near-surface gas zone. Third, I analyze the seismic attenuation characteristics in near-surface water and gas zones using dual-well shots in the Songliao Basin, and demonstrate that the high-frequency seismic waves attenuate slightly in water zones but in gas zones the 160-1600 Hz propagating waves decay significantly. The seismic attenuation characteristics from field observations coincide with the modeling results. Conclusions drawn from these studies theoretically support seismic attenuation recovery.     

深井地震综合观测系统集成

深井地震综合观测中信息系统井下传感器采用数字输出方式,与地面仪器之间基于RS-422方式进行通信;基于Linux操作系统,编写与井下传感器通信控制软件及符合相关行业标准的对外服务软件,并进行相关实验,验证方案的现实可行性.     

地电观测深井电缆的研制

井下地电观测是在地电观测中规避地表环境干扰的手段之一。针对井下地电观测装置长期稳定性的迫切需求,本文介绍了适用于井下地电观测中室外线路的内部结构、制作工艺、制作材料和可靠性检测结果等。本文所述型号的电缆能适用于开展井下数百米深度的地电观测,可保障井下地电观测装置的长期稳定性,是今后发展井下地电观测的关键技术。     

地震波衰减的物理机制研究

对近年来有关地震波衰减的物理机制进行评述和初步研究认为,对于地壳介质,造成地震波衰减的主要原因是地壳内存在大量裂隙,裂纹中饱含水或部分含水,地震波传播时引起裂隙中的流体运动,从而造成地震波的衰减,对于上地幔,扩散控制的位错阻尼机制可能是造成地幔地震波衰减的一个重要原因,而上地幔软流层部分熔融的存在也是造成地震波衰减不可忽视的原因．     

上海地区深井孔隙压观测研究

为了减少环境干扰,探索有效的地震监测新方法,上海地震局“十五”期间开展了综合深井观测,两口深井钻穿过深厚的覆盖层进入基岩,将孔隙压计安放于井底进行长期观测.孔隙压计是一种供长期测量混泥土或者地基内孔隙中的水压力的仪器.孔隙水压计采用钻孔埋设法,埋设关键是封孔,封孔目的是隔断水压计上下水源.