VTI介质长偏移距非双曲动校正公式优化

常规Alkhalifah动校正公式精度低,不能精确描述各向异性介质长偏移距地震反射同相轴的时距关系.本文以提高VTI介质长偏移距地震资料动校正公式的精度为目标,在分析VTI介质常规动校正方程的基础上,根据误差最小原理建立优化校正系数图版,实现对常规动校正公式大偏移距误差的修正,建立最优化校正Alkhalifah动校正方程,实现了对VTI介质长偏移距地震资料常规动校正方程的改进.之后由Fomel群速度公式导出高精度VTI模型长偏移距时距函数,提出了高精度VTI介质长偏移距地震资料动校正方程.将以上的动校正方程用于各向异性参数反演,模型计算表明最优化校正Alkhalifah动校正方程的反演精度是常规长偏移距动校正方程反演精度的2～4倍,高精度动校正方程的反演精度是常规动校正方程反演精度的2～8倍.     

用反射波时距曲线求静校正值

本文叙述了用反射波时距曲线直接求静校正值的方法,讨论了该方法使用过程中所遇到的具体问题及其应用效果.     

用反射波时距曲线求静校正值

本文叙述了用反射波时距曲线直接求静校正值的方法,讨论了该方法使用过程中所遇到的具体问题及其应用效果.     

理论时距曲线法

简单介绍本文叙述根据地震反射波时距曲线,利用理论时距曲线量板测定速度的方法。说明用本方法整理单独的、相遇的及时距曲线族的办法。本文供地震队工程师和解释技术员,以及地震勘探范围内其他专家之用。     

理论时距曲线法

简单介绍本文叙述根据地震反射波时距曲线,利用理论时距曲线量板测定速度的方法。说明用本方法整理单独的、相遇的及时距曲线族的办法。本文供地震队工程师和解释技术员,以及地震勘探范围内其他专家之用。     

由VSP反射波旅行时重建各向异性层速度结构

本文提出-种利用有偏VSP资料反射波旅行时信息重建椭圆各向异性介质中水平向与垂直向速度的方法。其中,地下介质假定为层状椭圆各向异性介质。反射波旅行时间采用射线追踪理论及几何关系计算得到,反演中的线性方程组采用奇异值分解(SVD)技术进行求解。 方法检测时,我们对各向同性介质及椭圆各向异胜介质情况下有限差分法正演模拟的深井有偏移距VSP地震资料分别进行各向同性和各向异性方法反演成像。结果表明,本文所述方法较之各向同性介质模型反演方法对介质类型有很好的适用性,同时也说明了本方法的司行性。最后,我们分别介绍了对实际有偏VSP资料反演得到的地下介质的速度结构图像。     

反射-反射波

在断层发育地区,记录上常见一种强度较大,视速度较正常反射低的波与反射波相干涉。经过分析,说明这种波是反射一反射波.反射一反射波有两种类型:一种是先在地层面反射,后在断层面反射;另一种先在断层面反射,后在地层面反射.文中讨论了两种反射一反射波的运动学特征,并初步讨论了它有较大强度的可能原因,指出了利用这种波可以确定断稜位置.     

反射-反射波

在断层发育地区,记录上常见一种强度较大,视速度较正常反射低的波与反射波相干涉。经过分析,说明这种波是反射一反射波.反射一反射波有两种类型:一种是先在地层面反射,后在断层面反射;另一种先在断层面反射,后在地层面反射.文中讨论了两种反射一反射波的运动学特征,并初步讨论了它有较大强度的可能原因,指出了利用这种波可以确定断稜位置.     

用地震反射波全部时間值求有效速度

本文讨论了用地震反射波的全部时间值求有效速度的方法,得出了四种计算有效速度的公式。经过实际运用,认为有一定的效果,同时可用来计算断层面引起的绕射波的有效速度,对识别绕射波提供了一些线索。本文仅作为地震勘探工作交流实际经验而提出。     

用地震反射波全部时間值求有效速度

本文讨论了用地震反射波的全部时间值求有效速度的方法,得出了四种计算有效速度的公式。经过实际运用,认为有一定的效果,同时可用来计算断层面引起的绕射波的有效速度,对识别绕射波提供了一些线索。本文仅作为地震勘探工作交流实际经验而提出。     

Structure-dependent difference equations for time integration

A structure-dependent explicit method with enhanced stability properties is proposed in this study. In general, the method offers unconditional stability for structural systems except those with a particular instantaneous stiffness hardening behavior. In addition, it is second-order accurate and displays no overshooting in high frequency responses. Numerical experiments reveal that the proposed method saves a substantial amount of computational effort in solving inertial problems where only the low frequency responses are of interest, when compared to a general second-order accurate integration method.     

中国大陆四周强震P波速度差异的比较分析

选择中国大陆周边不同部位的6个7级以上强震,以中国地震台网报告定位参数为准,作P波时距曲线,比较它们的速度大小,结果证实:南北方向的地震无明显差异,而东西方向上,主要是青藏高原以西的巴基斯坦强震的P波速度要明显大一些。但是,对于成都地震遥测台网远震速报定位的影响不会超过允许的误差范围。     

青藏高原东南缘基于程函方程的面波方位各向异性研究

青藏高原东南缘作为高原物质侧向挤出的前沿地带,是研究岩石圈变形机制、高原物质侧向逃逸和深部动力学等科学问题的关键地区之一.本文利用研究区内540个宽频带流动地震台站记录的远震面波资料,基于程函方程面波层析成像方法获得了青藏高原东南缘周期14~80 s瑞利面波相速度和方位各向异性分布图像.结果显示：14~20 s周期内,面波方位各向异性分布与断裂带的走向和最大主压应力的方向密切相关,可能受到了断裂带和区域构造应力场的共同作用.川滇菱形块体的北部次级块体及丽江—小金河断裂带附近随着面波周期的增加,各向异性快波方向从NS向逐步转变为NE-SW方向,并与断裂带大致平行,而其以南的攀枝花附近表现为高相速度和弱各向异性的特征.我们推测,在川滇菱形块体北部存在明显的下地壳流,流动方向与块体向南的挤出方向基本一致,该地壳流受到攀枝花附近的高速、高强度坚硬块体阻挡,其前缘向西南方向流动.川滇菱形块体中部地区由于坚硬块体的存在,下地壳没有明显的通道流.在红河断裂以西地区,30~60 s周期范围的面波各向异性快波方向和红河断裂大致平行,推测可能与渐新世至中新世早期印支地块向南东方向的挤出密切相关.研究区东北部,四川盆地南缘地壳各向异性以NE-SW和NEE-SWW向为主与SKS快波方向明显不同,推测主要与该地区地壳的早期构造变形有关同时也说明SKS各向异性主要来自上地幔介质;在研究区南部104°E以西的中长周期面波各向异性方向与SKS分裂研究获得的近EW快波方向基本一致,但在104°E以东地区面波各向异性较弱且快波方向与SKS的观测结果存在明显差异,我们推测东部SKS各向异性来源深度至少在150 km以下.

     

基于波动方程的目标导向观测系统设计方法研究

本文提出了复杂构造地区的目标导向观测系统的设计方法.使用波动方程正演模拟来指导并在二维声波方程的一阶速度-应力方程中应用交错网格有限差分法实现.使用了四阶精度的差分算子和完全匹配层吸收边界条件.通过分析理论模型的模拟结果,展示了如何将地面地震响应与地下目标构造匹配.通过分析桥口地区实际地质模型的模拟结果,指出波动方程正演模拟在小断块、小背斜增生的复杂地区中相对于传统方法更精确,图像更清晰,更利于分析和指导观测系统设计.跟踪目标区的反射同相轴并得到其到达地面的接收范围来约束炮检距的范围,通过比较不同道距的模拟记录并综合考虑成本和任务目标来选取最佳道距.最终获得了实际效果达到设计要求的观测系统参数.     

波动方程的应力-速度有限元解耦交叠格式

本基于有限差分交叠格式和解耦有限元方法的基本概念,以应力－速度为变量,提出了求解波动的应力－速度有限元解耦交叠格式,这一格式不仅时空解耦,而且为显式,它适合于线性及非线性波动问题的数值模拟,已有的应力－速度有限元交叠格式（即格子法）为本的特例。通过解析解数值检验表明,本建议的方法具有较高的精度,而格子法计算精度较低。     

秦岭及周边地区瑞雷波方位各向异性

除了使用前人提取的面波频散曲线外, 还从秦岭及周边地区布设的59个宽频流动地震台的数据和中国地震局及各省局台网的数据中筛选出的地震事件波形和台站间噪声互相关格林函数中提取瑞雷波群速度频散曲线. 利用二维面波层析成像反演获得了瑞雷波周期为10—50 s的各向同性群速度及方位各向异性分布. 结果显示： 周期为10 s的各向同性群速度和方位各向异性分布与各构造单元存在明显的对应关系; 周期为10—50 s的面波在四川盆地和鄂尔多斯盆地内的快波方向多为近NS向. 与前人研究结果不同的是, 本文得到的秦岭、 大巴山构造带周期为10—50 s的面波快波方向均与山脉走向近似平行, 且与SKS波分析得到的快波方向一致. 这表明秦岭和大巴山之下整个岩石圈的快波方向都与山脉走向平行, 预示着秦岭和大巴山整个地壳, 甚至岩石圈发生了类似的变形. 由于四川盆地和鄂尔多斯盆地面波快波方向与SKS波结果差别较大, 推测青藏高原隆升扩展对这两个盆地的地壳基本无影响, 但对其岩石圈上地幔却产生了重大影响.     

黏弹介质波动方程有限差分解的稳定性研究

稳定性问题是地震波数值模拟的一个重要问题.基于地震波传播理论,从黏弹介质本构方程出发,对矩形网格下不同黏弹模型波动方程有限差分解的稳定性进行了理论分析,导出了Kelvin-Voigt黏弹模型和Maxwell黏弹模型在任意空间差分精度下稳定性条件的表达式;给出了品质因子Q≥5时的简化式,并通过数值算例验证了理论研究结论的正确性;总结了地震波速度、频率、空间网格大小、差分系数以及品质因子与稳定性条件的关系;通过误差分析给出了近似公式的使用条件.     

用Rayleigh面波方位各向异性研究中国大陆岩石圈形变特征

中国大陆地质构造历史非常复杂,岩石圈长期积累的形变较大,而利用地震面波传播的各向异性是研究岩石圈形变特征的强有力手段. 本文利用双台窄带通滤波-互相关方法与基于图像分析的相速度频散曲线提取技术,提取Rayleigh面波相速度频散资料,进而反演中国大陆及邻区20～120 s周期Rayleigh面波相速度方位各向异性空间分布图像. 检测板测试结果显示：中国大陆大部分区域的方位各向异性横向分辨率在5°左右. 各向异性研究结果表明：中国大陆地壳上地幔方位各向异性特征存在显著的空间差异,反映出形变特征的空间差异;104°E以东地区地壳上地幔各向异性弱于西部地区,表明其构造变形总体弱于西部地区. 青藏地块及其东缘地区地壳与上地幔顶部变形最为强烈. 但东部的局部地区如华南地块与珠江口地区、鄂尔多斯盆地西南缘以及秦岭-大别造山带,较强的各向异性显示这些区域在不同时期也经历了强变形. 青藏地块内中短周期快波方向自西向东顺时针旋转变化可能指示板块碰撞与挤压过程中软弱物质的流变方向. 青藏地块西部中下地壳和上地幔形变模式相似,可能处于壳幔耦合状态;而中东部及东缘地区地壳上地幔形变模式存在明显差异,壳幔似乎不具备垂直连贯的形变特征. 位于青藏地块北部的塔里木盆地、柴达木盆地以及祁连褶皱带同样经历了强变形. 包括四川盆地在内的上扬子地块快波方向的变化显示中地壳与下地壳上地幔形变模式不同,而形变特征一致的下地壳与上地幔应为强耦合. 大约以103°E为界,龙门山断裂带可分为南西段和北东段,南西段处于低速区,而北东段位于高速区,且方位各向异性强度明显大于南西段;2008年5月12日汶川M_S8.0级地震沿断裂带的单侧破裂模式除与北东段的高应力积累有关外,还可能与北东段地下介质物性存在密切关系,高速坚硬岩体的发育有利于应变能的积累与集中释放.     

基于分数阶时间导数的黏弹性衰减VTI介质中平面波传播

目前在地震勘探频带范围内通常假设品质因子Q与频率无关,且呈衰减各向同性.事实上,相比较速度各向异性,介质的衰减各向异性同样不可忽视.本文将衰减各向异性和速度各向异性二者与常Q模型相结合,建立了黏弹性衰减VTI介质模型,并基于分数阶时间导数理论,给出了对应的本构关系和波动方程.利用均匀平面波分析和Poynting定理,推导出准压缩波qP、准剪切波qSV和纯剪切波SH的复速度、相速度、能量速度以及品质因子的解析表达式.对模型的正确性进行了数值验证,并分析了qP,qSV和SH波在介质中的传播特性.数值试验结果表明：本模型能够实现理想的恒定Q行为,表现了品质因子和速度的各向异性特征,显示出黏弹性增强将导致能量速度和相速度的频散曲线变化剧烈;速度和衰减各向异性参数与传播角度之间的耦合效应对qP,qSV和SH波的速度和能量影响明显;qP,qSV和SH波的频散曲线和波前面随着衰减各向异性强度的改变发生显著变化,其中耦合在一起的qP和qSV波变化趋势相同,而SH波与它们呈现相反的变化规律.本研究为从常Q模型角度分析地震波在衰减各向异性黏弹性介质中的传播特征奠定了理论基础.

     

An explicit method for numerical simulation of wave equations

In this paper, a method to develop a hierarchy of explicit recursion formulas for numerical simulation in an irregular grid for scalar wave equations is presented and its accuracy is illustrated via 2-D and 1-D models. Approaches to develop the stable formulas which are of 2M-order accuracy in both time and space with M being a positive integer for regular grids are discussed and illustrated by constructing the second order (M = 1) and the fourth order (M = 2) recursion formulas.