Pg回折波的上地壳三维层析成象

提出利用人工地震Ｐｇ回折波走时重建区域上地壳三维速度分布的方法。正问题利用经典最小二乘迭代求解垂向速度梯度模型的参数值及相应走时残差。反问题采用泛函空间的最小二乘准则来实现。对速度不需要预先进行参数化处理，可以计算反演区内任意点的速度值。数值计算结果表明了该方法的可靠性。处理了滦县地震区人工地震Ｐｇ走时资料，获得了该区上地壳顶部的三维速度分布。     

Pg回折波的上地壳三维层析成像

提出利用人工地震Ｐｇ回折波走时重建区域上地壳三维速度分布的方法。正问题利用经典最小二乘迭代求解垂向速度梯度模型的参数值及相应走时残差。反问题采用泛函空间的最小二乘准则来实现。对速度不需要预先进行参数化处理，可以计算反演区内任意点的速度值。     

大地电磁测深二维反演方法求解复杂电性结构问题的适应性研究

为探讨二维反演方法在三维电性结构中的适应性问题,本研究中设计了一系列的二维/三维正演模型进行实验计算,分析了三维高阻/低阻异常体对模型响应的畸变作用,并从反演模式选择和数据旋转方向两个方面进行模型二维反演的对比分析,与三维反演的结果进行了比较,最后采用了实测数据进一步进行了二维和三维反演的比较实验.实验和研究结果表明,在剖面选择方面,在剖面方向与垂直主构造方向相差不大的情况下,截取剖面方向,将电性主轴旋转到垂直剖面方向的二维反演结果与垂直主构造方向的反演结果都可以较好地还原正演模型,在大的构造的反映上并无太大差异.在地下为二维或近三维条件时,正演模型的主要结构都可以较好地被二维和三维反演解析出来.二维的反演结果可能甚至会比三维的反演结果的边界更清晰,更精确.然而,对于具有较强的三维结构的模型而言,其二维反演结果与原始模型可能仍然存在较大差异,其中TM+TP或TM模式的二维反演结果相对更接近原始模型,而TE模式的结果往往会有较大误差,需要在解释时特别注意以免得出错误结论.     

联合利用走时与波形反演技术研究地壳三维速度结构(Ⅱ)——应用

使用阻尼最小二乘法进行震源参数和地壳三维速度结构的走时联合反演．所用资料为Ｓ波和Ｐ波到时差,并用人工地震资料的二维解释结果作为三维速度模型的特定约束条件．为建立初始模型,又利用天然地震构成了准二维剖面．在走时反演基础上,利用遗传算法进行了几个地震事件的波形反演尝试,并对走时反演获得的地壳速度结构模型的局部进行了修正．以３４°～４２°Ｎ,９４°～１１２°Ｅ作为研究区域,在该区域中收集了１９８６年以来大量地震的Ｓ波和Ｐ波到时差资料,７条人工地震二维速度剖面资料和２个数字化地震台的几个地震的三分向记录资料．对这些资料进行了处理,最后得出了０～２５ｋｍ深度不同截面的速度分布,并对所得结果进行了分析．     

利用大地电磁三维反演方法获得二维剖面附近三维电阻率结构的可行性

大地电磁野外实测数据月前大多为二维剖面数据.如何反演这些二维剖面数据获得较为接近实际地电情况的结果,是多数大地电磁工作者关心的问题.我们通过对理论模型的三维响应进行分析和对合成数据及实测资料的反演结果进行对比研究,讨论了利用三维反演的方法来获得大地电磁二维剖面附近三维电阻率结构的可行性.结果表明:可用三维反演的方法来解...     

复杂条件下大地电磁资料二维反演及初始模型构建研究

大地电磁资料反演方法较多,但构建二维反演初始模型常规方法主要有两种:以均匀半空间为初始模型、直接以一维反演结果为初始模型.本文利用典型实测剖面资料对这两种方法进行反复试验对比,结果表明:在地形及构造复杂地区,由于实测资料存在严重的静态效应,利用常规方法构建反演初始模型进行二维反演,难以达到理想的反演效果.基于此,本文提出了一种构建二维反演初始模型与反演新的思路方法,其核心为用于反演与构建初始模型数据为同一基础数据,但对基础数据分别进行处理,得到两个处理及校正程度不同的数据,分别用于初始模型构建与二维反演输入数据,这样得到的反演结果既能较好地保留浅部至深部有用异常信息,又能够最大程度上消除实测资料中的静态效应.本文进一步对实测剖面反演结果与已知地质信息进行对比,验证了本方法的有效性和可靠性,认为此方法为地形及地质条件复杂地区大地电磁资料处理反演提供了新的思路,具有一定的参考意义和借鉴作用.     

维多样性的动态权重粒子群算法反演断层滑动速率

把维多样性引入粒子群算法并基于混沌变异思想,提出维多样性的动态权重粒子群算法.通过与其它三种不同定权方式的粒子群算法进行比较,证明该方法具有较好的稳定性和有效性,能以较快的速度收敛到最优解.利用河西地区1999-2001年GPS观测资料,对祁连山断裂、海原断裂和六盘山断裂的三维滑动速率进行了位错模式的维多样性动态权重粒子群算法反演,并在反演结果的基础上进行正演分析,结果表明,该方法可有效的求解出断层三维滑动速率,其反演结果与地质方法和前人的研究结果具有较好的一致性.     

近震资料确定三维地震速度结构的一种方法

我们研究了由近震得到的地震走时资料估计地震波速度三维结构的反演方法。这种方法由同时确定速度界面的二维深度分布、三维速度分布、台站校正和震源来表征。速度界面的深度分布和慢度扰动的分布以纬度、经度和深度的幂级数来拟合。这种三维地震结构的表示不仅有助于减少未知参数的个数,也有助于解析地求取界面深度、速度和走时关于未知参数偏导数的值。连接震源和台站之间的射线轨迹,是在具有确切界面深度分布的简化的速度分布条件下由称为试射法的射线追踪方法确定的。数值试验证明,我们的反演方法可成功地估计三维速度结构。     

晋冀蒙交界地区地壳三维P波速度结构及地震活动性研究

2014年9月晋冀蒙临时地震台网正式运行,为晋冀蒙交界地区的地震研究提供了丰富的资料。结合临时台与固定台记录的P波走时资料,采用双差层析成像方法对该区进行地震重定位和三维P波速度结构联合反演,分析该区3个典型盆地的速度扰动结果,结果表明,地震重定位残差显著降低,震源深度分布更加合理;P波速度浅层基本符合平原地区低速、山区高速的特点,深层则有相反表现,典型盆地P波速度在浅层较为复杂,高低速相间,深层表现为低速;研究时段内忻定盆地和延怀盆地地震活动密集,大同盆地地震活动较弱,低速体及边缘地震活动强度高于高速体及边缘。     

福建-台湾地区一维地壳速度结构的初始模型

文中收集整理了利用人工地震测深、 天然地震到时以及布格重力异常、 地震地质资料反演福建-台湾地区地壳结构的不同结果。 对这些不同的初始模型进行了分析和比较, 给出了该区域的综合一维平均地壳速度结构模型, 为进一步开展该区域二维或三维地壳精细结构反演提供一个合适的一维初始地壳模型。     

The inversion of 3-D crustal structure and hypocenter location in the Beijing-Tianjin-Tangshan-Zhangjiakou area by genetic algorithm

Ｔｈｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆ３┐ＤｃｒｕｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｈｙｐｏｃｅｎｔｅｒｌｏｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＢｅｉｊｉｎｇ┐Ｔｉａｎｊｉｎ┐Ｔａｎｇｓｈａｎ┐Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕａｒｅａｂｙｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏ┐ｒｉｔｈｍＹＯＮＧ－Ｇ...     

Full waveform inversion of SH‐ and Love‐wave data in near‐surface prospecting

We develop a two‐dimensional full waveform inversion approach for the simultaneous determination of S‐wave velocity and density models from SH ‐ and Love‐wave data. We illustrate the advantages of the SH/Love full waveform inversion with a simple synthetic example and demonstrate the method's applicability to a near‐surface dataset, recorded in the village ?achtice in Northwestern Slovakia. Goal of the survey was to map remains of historical building foundations in a highly heterogeneous subsurface. The seismic survey comprises two parallel SH‐profiles with maximum offsets of 24 m and covers a frequency range from 5 Hz to 80 Hz with high signal‐to‐noise ratio well suited for full waveform inversion. Using the Wiechert–Herglotz method, we determined a one‐dimensional gradient velocity model as a starting model for full waveform inversion. The two‐dimensional waveform inversion approach uses the global correlation norm as objective function in combination with a sequential inversion of low‐pass filtered field data. This mitigates the non‐linearity of the multi‐parameter inverse problem. Test computations show that the influence of visco‐elastic effects on the waveform inversion result is rather small. Further tests using a mono‐parameter shear modulus inversion reveal that the inversion of the density model has no significant impact on the final data fit. The final full waveform inversion S‐wave velocity and density models show a prominent low‐velocity weathering layer. Below this layer, the subsurface is highly heterogeneous. Minimum anomaly sizes correspond to approximately half of the dominant Love‐wavelength. The results demonstrate the ability of two‐dimensional SH waveform inversion to image shallow small‐scale soil structure. However, they do not show any evidence of foundation walls.     

Imaging 3-D crustal P-wave velocity structure of western Yunnan with bulletin data

Western Yunnan is a region with intensive tectonic activity and serious earthquake risk. It is of significant importance to study three dimensional crustal structure of this region to understand the tectonic setting and disaster mechanism. Densification and digitalization of seismic networks in this region provides an opportunity to study the velocity structure with bulletin data. In this study, we collect P-wave data of 10 403 regional earthquakes recorded by 79 seismic stations from January 2008 to December 2010. In addition to first arrivals data (Pg with epicentral distance less than 200 km and Pn), the Pg (or P) data with epicentral distance more than 200 km are also considered as later direct arrivals in the tomographic inversion. We also compare the quantity and the quality of the seismic data before 2010 and after 2010. The test results show that adding the follow-up Pg phase can effectively improve the inversion ability of crustal imaging, and quantity and the data quality are significantly improved since 2010. The tomographic results show that: (1) The Honghe fault zone, which is the major fault systems in this region, may cut through the entire crust, and the velocity contrasts between two sides at lower crust beneath the Honghe fault are estimated at higher than 10%, while the velocity difference below Nujiang fault zone extends only in the upper crust; (2) Most of the earthquakes in the region occurred at the interface of high-velocity media and low-velocity media, i.e., the areas with high velocity gradient, which has been validated in other areas.     

3-D seismic tomography for velocity and interface structure of the crust and upper mantle (theoretical part)

Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ３－Ｄｓｅｉｓｍｉｃｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｖａｒｉｏｕｓｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ．ＡｋｉａｎｄＬｅｅ（１９７６）ａｎｄＨａｗｌｅｙｅｔａｌ．（１９８１）ｉｎｖｅｒｔｅｄ３－Ｄｍｏｄｅ...     

地壳三维构造反演和速度层析成像

本文给出利用空间深地震测深反射资料重建地壳三维构造和速度分布的方法，适用于任意分层并且每层可由若干断块组成的地壳模型。通过采用适当的反演方法获得地壳界面的三维构造，并在此结果基础之上，进一步将剩余走时残差归因于地壳速度的不均匀性，采用东分块的反演方法，重建地壳三维速度分布，数值模拟的结果表明算法是有效的。     

中国西北地区岩石层瑞利波三维速度结构与沉积盆地

研究了中、新生界沉积层所覆盖的我国西北各沉积盆地：准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地，以及一系列中小型盆地和其邻近地域的深部岩石层三维速度结构，探讨其和造山带与油气田的关系．使用了适配滤波频时分析方法，分析了我国数字台网的中长周期瑞利面波资料，计算得到２５７条混合路径的面波群速度频散．利用改进的分格随机反演理论与方法，从混合路径中提取了１００条频散突出路径的４°×４°网格单元的纯路径频散，并反演研究区的三维Ｓ波速度结构．频散的周期从１．９５ｓ到１５１．７ｓ，浅部分辨率可达１ｋｍ，得出了该区深达２００ｋｍ范围内三维瑞利波群速度的分布与特征．所得结果表明：塔里木盆地、哈密－吐鲁番盆地、伊宁盆地以及藏北地区的羌塘盆地具有较好的油气前景．我国西北邻国接壤地带，也均为良好的油气盆地潜在地带．     

3-D velocity structure in the central-eastern part of Qilianshan

Introduction The central-eastern part of Qilianshan, located along the northeastern margin of Qing-hai-Xizang (Tibetan) plateau, belongs to the Qilian tectonic zone with active neotectonic move-ment. The main active faults are Haiyuan-Qilian fault, Gulang-Tianjingshan fault and Huang-cheng-Taerzhuang fault. The research area in this paper is a rectangle (Figure 1), the location of the four apex are: A(37.50N, 101.60E), B(36.55N, 103.74E), C(37.20N, 104.20E) and D(38.15N, 102.04E). In…     

祁连山中东段地区三维速度结构研究

应用中——法数字化地震台网自1996年以来所记录到的微震S-P资料，对祁连山中东段地区三维速度结构与震源参数进行了联合反演，获得了该区的三维速度成像．速度结果反映出深部构造的一些重要信息，为进一步研究该区的活动构造及地震参数计算，提供了科学依据．      

三维复杂地壳结构非线性走时反演

中国大陆中西部乃至全球造山带普遍具有复杂地壳结构.随着矿产资源勘探和深部探测研究的深入,探测造山带及盆山耦合区下方地壳精细结构正逐渐成为当前面临的巨大挑战.人工源深地震测深方法正越来越清晰地揭示出不同构造域地壳速度结构的基本特征,然而传统的层状结构模型参数化方法难以准确描述复杂地质模型,通常情况下多忽略速度结构的精细间断面且采用层边界平滑处理,难以满足地壳精细结构成像的发展要求.针对上述困难,本文采用最近发展的块状结构建模方案构建三维复杂地壳模型,基于逐段迭代射线追踪正演走时计算方法,推导了走时对三角形界面深度以及网格速度的偏导数,开展了非线性共轭梯度走时反演方法研究.发展了利用直达波和反射波等多震相走时数据对界面深度和网格速度的多参数联合反演方法,并引人不同种类震相数据的权系数和不同类型参数偏导数归一化的方法.数值算例表明,基于块状结构的非线性共轭梯度走时反演方法适用于复杂地壳结构模型,在利用人工源走时数据反演复杂地壳精细结构领域具有良好的应用前景.     

面波反演苏北—南黄海盆地地壳三维S波速度结构

区域地壳速度结构对于地震定位和地球动力学特征认识十分重要,一直是地震反演研究的主要内容。利用收集到的基于背景噪声面波成像方法的瑞利面波相速度数据,我们对苏北—南黄海地区地下三维S波速度结构开展了深度反演,进而探讨苏北—南黄海盆地地质结构与地震构造的关系。面波层析成像结果表明区域速度结构模型与地质特征基本一致,速度结构清晰刻画出了苏北—南黄海沉积盆地的主要沉积构造范围和基底起伏。反演结果还揭示了南黄海盆地中地壳内存在一显著的低速层,与历史强震集中分布区高度一致,表明浅源强震活动与壳内的低速层密切相关。