分层连续频谱分析提取地层隐蔽属性特征

地震波在地下传播过程中,随穿过的物质成分或地层属性的不同,频谱特征将会发生改变,当岩层中存在破碎带、小断层等小幅构造时,这种突变现象将会更加明显.在传统频谱分析技术的基础上,本文拓展出连续频谱分析方法,并采用分层开时窗的手段对地震波进行连续频谱分析,从而提取目的层的隐蔽地质属性特征,进而圈定破碎带规模、识别小幅构造、寻找地层隐蔽圈闭,为精细地质解释提供更多可靠的地震响应信息.通过模型和实际资料处理,取得了较好的处理效果.     

1573年甘肃岷县地震史料考证与发震构造探讨

通过对1573年甘肃岷县地震的历史资料考证和发震构造的综合研究表明:在1573年岷县地震中遭受破坏最为严重的地区位于如今的岷县县城一带(当时为岷州府所在地)。综合各种资料确定1573年甘肃岷县地震震级为621,极震区烈度为Ⅷ~Ⅸ度,震中位于北纬34.4°,东经104.0°,震中精度为2类,震中位置偏差小于或等于25km。该地区构造上位于东昆仑断裂带和西秦岭北缘断裂带的应变传递和构造转换的中间过渡区,其中的临潭-宕昌断裂带活动特性差异明显,只有部分地段表现出全新世活动特征,地震极震区一带分布有不同程度的滑坡和基岩崩塌等。综合分析认为,临潭-宕昌断裂带的岷县-宕昌段是甘肃岷县1573年621级地震的发震构造。     

垂向裂隙各向异性煤层地震波响应

煤层中存在的裂隙会导致介质表现为各向异性,本文以HTI型煤层为例,结合各向异性介质弹性矩阵和各向异性裂隙理论,推导出不同充填物的垂直裂隙中各向异性参数表达式,将其应用于地震波响应分析;通过改进的交错网格差分法和各向异性Christoffel方程波场分解法,得到地震波合成记录和分解后的P波和SV波记录;将Thomsen群速度与相速度公式,经过坐标轴旋转变换,得到HTI型煤层中不同各向异性参数的地震波速度响应表达式;建立不同类型煤层地质模型,分析了裂隙密度、裂隙充填物以及煤层厚度等参数变化时的地震波响应特征.研究结果为分析垂向裂隙各向异性薄煤层地震波传播规律提供工具,为选用相应地震数据进行地震波各向异性参数反演提供依据.

     

陕甘宁交界地区地壳S波Q值成像特征研究

利用陕甘宁交界地区测震台网记录到的2009—2018年4423个近震波形资料,采用衰减结构层析成像方法对该地区地壳Q_S值进行成像分析,获得了陕甘宁交界地区地壳衰减模型,分析讨论了Q_S值分布与活动断裂及强震活动等之间的关系。结果显示,陕甘宁交界地区地壳剪切波衰减横向变化显著,整体上,海原-六盘山构造带和西秦岭构造带地壳Q_S值相对偏低,鄂尔多斯盆地和陇中盆地地壳Q_S值相对较高。活动构造带和活动断裂交汇区呈现低Q_S值,结合前人研究成果,推断这与活动断裂带及交汇区地壳岩石较为破碎且富含流体有关。有历史地震记录以来,研究区6级以上地震大多分布在高、低Q_S值的过渡区,分析认为这与"硬"、"软"地壳介质交界处容易积累地震应变能有关。研究区域低Q_S值分布与低横波速度和低电阻率区的主要分布特征较为一致,但是与大地热流研究结果存在区域性差异。     

1837年甘肃岷县北6级地震考证与发震构造分析

通过对1837年甘肃岷县北6级地震的历史资料考证、 发震构造的综合研究表明:在1837年地震中遭破坏最为严重的地区位于今岷县堡子乡武旗及临潭县陈旗一带(当时的洮州厅以东约15 km)。 由此确定1837年甘肃岷县地震极震区位于甘肃岷县-临潭-卓尼三县交界, 极震区烈度为Ⅷ度, 震中位于北纬34.7°, 东经103.9°, 误差在10 km以内。 该地区构造位于东昆仑断裂带和西秦岭北缘断裂带的应变传递和构造转换的中间过渡区, 其中临潭-宕昌断裂带活动特性差异明显, 只有部分地段表现出全新世活动特征, 地震极震区一带分布有不同程度的滑坡和基岩崩塌等。 综合分析认为, 临潭-宕昌断裂带的岷县-宕昌段的前缘分支断裂是甘肃岷县1837年6级地震的发震构造。     

汶川地震科学钻探2号孔(WFSD-2)随钻泥浆氢和汞浓度与断裂构造关系

以WFSD-2钻孔为研究对象,分析了随钻泥浆氢（H₂）和汞（Hg）浓度特征,在垂向上存在显著不均匀性,出现多段浓度异常高值.研究表明：（1）H₂和Hg浓度异常与次级断裂和岩石构造性质有较大关系,以断裂带或破碎带为通道运移而产生高值异常;（2）随钻泥浆H₂和Hg浓度特征暗示了汶川地震WFSD-2孔中主滑移带位置,表明随钻流体特征是识别地下裂隙带、破碎带或断裂带的途径之一;（3）H₂和Hg浓度异常还可能与构造块体边界强震活动和断裂带近场中等地震活动有关.本文研究结果为分析大震过程中深部流体活动行为提供了H₂和Hg地球化学特征依据,对地震前兆机理研究也具有重要的参考价值.

     

岩溶区岩土层地球物理性质浅析-以吉利岩溶塌陷区为例

为了解电法勘探、地震勘探及重力勘探在吉利岩溶塌陷区应用的可行性,本研究分别对该区的土层及岩石进行分类采样,利用对称小四极,单孔地震纵波波速测试及环刀法分别对土层及岩石的样品进行电阻率、纵波波速及密度测试分析,结果表明充气土洞、充气溶洞与相应的围岩介质电阻率差异最大(∞),完整灰岩与充水溶洞的电阻率差异次之(14022.46Ω·m),粉质粘土与耕植土的电阻率差异最小(28.33Ω·m);完整灰岩与充气溶洞密度差异最大(2.64 g/cm3),裂隙或破碎灰岩与充气溶洞密度差异次之(2.30 g/cm3),含碎石粉质粘土与粉质粘土密度差异最小(0.07 g/cm3);完整灰岩与充气溶洞波速差异最大(3660 m/s),裂隙或破碎灰岩与充气溶洞波速差异次之(3460 m/s),完整灰岩与裂隙灰岩波速差异最小(200 m/s).土层、岩石及异常体之间的物性差异明显,适合开展电法、地震及重力勘探,另外,本研究还总结出吉利岩溶塌陷区耕植土、粉质粘土、碎石土、裂隙灰岩和完整灰岩的电阻率、弹性波速、物质密度的范围值、平均值、常见值、标准值,为岩溶塌陷区地球物理综合方法解释提供了可靠依据.     

地震波速与吸收系数综合层析成像

阐述了地震波在粘弹性介质传播过程中具有的衰减特性,探讨了地震波吸收层析成像的机理,得知地震吸收CT成像方法,对岩体软弱结构面、裂隙和规模较小的断层破碎带的识别能力,要强于波速成像方法.针对这两种层析技术的优缺点,采取多参数（波速、吸收系数）综合地震层析成像的方法,使波速CT与吸收CT两者能相互印证、互为补充.作者综合利用两种成像方法,把它用于在云南省某水电站坝基岩体质量检测中,取得了较好的效果,达到了提高地震层析成像的分辨率与可靠性的目的.     

利用断裂带首波分析甘孜—玉树断裂带拉张盆地结构特征

对断裂带及附近区域地层精细结构的描述是理解地震孕育和发生过程的基础.不同板块或块体边界在构造或区域应力作用下,常常会形成速度间断面和低速的断裂带,间断面和低速带的存在会产生特殊的断裂带地震波,比如断裂带首波和围陷波,并会影响地震的物理过程、破裂速度和破裂方向等.本文主要利用2010年4月14日M_W6.9玉树地震后布设的流动地震台站,对沿着甘孜—玉树断裂带传播的断裂带首波进行识别和分析.分析结果表明,在甘孜—玉树断裂带的不同区域均观测到了断裂带首波,在西段的结隆拉张盆地附近的3个台站沿断裂带界面的平均纵波速度差异值在5%～8%,而其他区域的平均速度差异为1%～3%.通过台站位置分布和断裂带首波特征关系,初步分析了断裂带拉张盆地的结构,结果显示结隆盆地的长度为～40km,宽度为5.35～5.97km,深度不超过5km,在地表浅层形成了一个低速区,分别与巴颜喀拉块体(NE)和羌塘块体(SW)产生了两个物性差异界面,但没有延伸到主震和余震区震源深度.我们的结果表明结合密集台阵资料,通过断裂带首波特征分析可以为断裂带精细结构及几何特征提供一种新的技术方法和途径.     

电阻率约束下的地震反演技术在库车某区叠前深度偏移速度建场中的应用

库车山前带发育第四系和新近系两套砾岩,第四系砾岩主要发育于冲积平原沉积体系,新近系砾岩主要发育于冲积扇沉积体系.不同时期不同沉积体系下的砾岩组合在一起表现为垂向上具有多期叠置性,横向上沉积范围局限具有不连续性.空间岩性的巨大变化给库车山前带的精细速度建场带来很大困难,导致构造落实非常困难.非地震电阻率数据能够清晰反映两套砾岩层的空间轮廓分布特征,测井数据能够反映砾岩垂向的多期叠置特征,地震数据不能反映砾岩的形态特征,但是能够反映正常地层的格架特征.通过把地震数据与电阻率数据进行融合,在融合体上进行联合构造解释,建立了不同岩性的精细层序地层格架模型,利用此模型对地震波阻抗反演进行约束,反演得到纵波速度体.利用该速度体作为叠前深度偏移处理的初始速度模型,通过反复迭代,建立了最终的叠前深度偏移速度场,较为可靠的落实了库车地区的圈闭形态、高点位置和埋深.     

唐山－河间－磁县新生地震构造带

地震构造研究往往注重那些形成历史长且规模较大的活动断裂带。实际上还存在一种与现代地质环境和区域应力状态基本保持一致的最近构造阶段新发育的断裂带，即新生断裂带。地震活动与这两种构造带关系密切。根据地震和地质构造等资料分析认为，唐山－河间－磁县地震带是一条晚第三纪开始发育的新生地震构造带     

各向异性介质三维倾斜界面共反射点／共转换点道集NMO速度研究

地震波在介质中的传播速度是地震勘探中的一个重要物理量,是地震资料处理和解释的核心基础。地震资料的时深转换、构造成像、岩性识别、裂隙检测等都离不开速度,可以说速度贯穿地震资料处理和解释的各个环节。     

库尔勒地震台新山洞二期改造工程通过验收

库尔勒地震台新山洞位于库尔勒市北霍拉山南缘的山坡上 ,处于南天山褶皱带与塔里木地台的交界部位以及北轮台 -辛格尔断裂带与兴地断裂带的交汇复合部位。一条断裂从洞内斜穿而过 ,断层走向 NE- NEE,倾向 NW,倾角 3 5°～ 80°。该断裂上盘元古界灰色黑云母片麻岩和大理岩等逆冲到上新统 (N2 )砂砾岩层之上 ,破碎带宽 4～ 8m,两侧均有明显的新层面存在。这里构造复杂 ,岩层变形褶皱十分强烈 ,应力易集中 ,是从事地震监测的理想场所。“九五”期间 ,新疆地震局又把库尔勒新山洞改造列入“九五”重点台网改造项目。施工时 ,首先对不规则毛…     

唐山7.8级地震的震前趋势异常变化为什么加速

唐山7.8级地震震中区的观测资料表明,1976年5月初,地壳岩层中发生了重要的事件,它使地形变、地下水位,重力、地电阻率等方面的异常突然地加速。从构造塌陷的角度看,这些异常加速都可以用唐山7.8级地震主断裂上出现了大量张裂隙来解释,这种张裂隙发生在地表附近,其延伸方向与断裂平行,是岩层局部向上凸起造成的。地应力方面的资料与此相符     

唐山－河间－磁县新生地震构造带

地震构造研究往往注重那些形成历史长且规模较大的活动断裂带。实际上还存在一种与现代地质环境和区域应力状态基本保持一致的最近构造阶段新发育的断裂带，即新生断裂带。地震活动与这两种构造带关系密切。根据地震和地质构造等资料分析认为，唐山－河间－磁县地震带是一条晚第三纪开始发育的新生地震构造带。     

龙门山及邻区重、磁异常特征及与地震关系的研究

本文通过研究龙门山构造带及邻区的区域重、磁场特征,以及龙门山断裂带的产状等特征,探讨其与地震关系.研究结果表明,龙门山断裂带是环绕青藏高原的重力梯度带的一部分.其对应密度分界面向西北方向倾斜,向下延深数十公里,切穿莫霍面.推测密度分界面分为两段,深部较陡的为岩石圈块体的边界,浅部较缓.基底隆起与凹陷的界线大体与大地构造单元的界线一致.由西部的岩石圈块体的边界至东部在地表的大地构造单元界线之间的距离约为40~50 km.隶属于中上地壳脆性变形层的地质体由岩石圈块体界线沿缓倾的密度界面推覆至地表的大地构造单元的界线处,在此过程中伴随岩层破碎,从而发生地震.龙门山构造带主要部分位于负磁异常区,这种反磁化和退磁的现象,可能与逆冲推覆作用所引起的深部岩层倒转有关.     

汶川地震断裂带东北端浅部结构的人工地震探测

结合汶川地震断裂带动态监测,利用快速响应探测系统,开展了断层带浅部结构人工地震探测.针对地震断裂带动态监测条件下的复杂波场和低信噪比的情况,在f-k波场分离的基础上,分别利用了折射波共中心点成像、面波速度反演、反射波叠加成像方法,进行了浅层断层和构造成像处理,并对处理结果进行了综合解释,给出了断裂带浅部断层分布和速度特征.为汶川地震龙门山断裂带东北端动态监测提供了基础结构信息,所发展的断裂带快速响应探测技术对于地震应急动态监测具有重要意义.     

大亚湾中微子试验隧道工程不同物探方法探测结果综合分析

对不同埋深花岗岩采用重力法、电法和电磁法、地震法等地球物理勘探方法的结果差异性如何?本文以广东大亚湾花岗岩为例,先后开展了重力法、高密度电法、地震折射法、可控源音频大地电磁法(CSAMT)等4种不同方法,探测中微子场地断层破碎带、花岗岩与沉积岩接触带、风化壳厚度、地下水埋深等与隧道工程设计方案和围岩稳定性密切相关的地质条件.地球物理勘探以岩层物性(电阻率、波速和密度等)为基础,这些特征与岩性及地下水状态相关.同时相同物性特征对应不同岩层和含水状态,因而物探结果具有多解性.在工作中采用多种物探方法进行了相互补充验证.勘探结果比较后发现,对浅表50 m以内风化壳厚度,以人工重锤为激发震源的地震折射法效果较好,对风化壳分带和厚度达100多米的风化囊,高密度电法探测效果较好,而对于深大断裂或密闭断裂,重力法和电磁法效果较好.这四种不同物探方法结果的综合分析,对全面深入认识花岗岩地质条件提供了依据,其结果得到了钻探和隧道工程施工开挖揭露的验证.     

小江断裂带中段和南段井水位变化与形变分析

应用井孔-裂隙、微裂隙(孔隙)水流交换产生的潮汐水位-固体潮的位相差和振幅变化理论,结合井水位变化,分析小江断裂带中段和南段的形变特征.裂隙承压含水层条件下,地震波和构造应力引起的形变能够引起潮汐水位分波位相差和振幅的变化.地震波引起含水层与井孔之间水流交换增大,疏通裂隙而使渗透率增大,震后井水位潮汐分波相位差提前,其后裂隙内沉积物重新堵塞裂隙,渗透率降低,位相差逐渐下降.位相差的长期趋势性变化反映出含水层在构造应力作用下的应变信息.小江断裂带中段和南段形变变化不同.断裂带中段地区,观测井位相差和振幅趋势性下降,表明该区段不仅有走滑特性,并且具有挤压特征.小江断裂带与红河断裂带交会地区观测井振幅和位相差稳定,表明该区域没有受到明显的挤压,形变不明显.     

汶川地震中鲜水河断裂带的隔震效应1

本文以汶川地震中的非发震断层鲜水河断裂带周边石棉地区所获取的加速度记录为依据,研究了这些记录在峰值、频谱间的差异。结果表明,以鲜水河断裂带为界,近震源侧地震动强度更大且高频更丰富。对该地区区域构造特征初步分析表明,鲜水河断裂带对汶川地震产生的地震动具有隔震效应。基于显式有限元和局部透射人工边界的二维有限元断层场地模型,对该地区的地面运动模拟结果表明,入射波动所指向的一侧地面运动更小,说明较陡的断层破碎带对斜入射地震波具有一定的隔震效应。