非线性各向异性扩散滤波器用于三维地震资料噪声衰减与结构特征增强

消除地震资料中的干扰噪声,增强地质沉积特征,对地震资料的后继处理和解释都有重要的意义.本文重点论述一种基于偏微分方程的非线性各向异性扩散滤波技术.采用梯度结构张量估计局部地层方向,度量地质特征的规则程度,以此约束扩散滤波器沿着地层方向作扩散滤波,并且通过控制在断层和河道等不连续性区域的滤波程度,使得扩散滤波器具有优异的保持边缘特性.对大庆油田的一块实际地震资料的处理结果表明,该方法可有效消除非相干噪声,增强地震反射同相轴的连续性,突出地质沉积特征,提高资料的信噪比,整体改善地震资料的品质.     

地震各向异性——多组裂隙对横波偏振的影响

通过对多分量地震资料的分析,我们发现随着频率的增加横波分裂时差减小.对于深部接收的VSP数据来说快横波的偏振方向保持不变,而对于浅层接收的VSP数据来说偏振方向却存在一个最大可以达到20°的旋转.尽管多尺度随机分布微裂隙岩石物理模型已经成功地模拟并解释了横波分裂时差随频率变化的现象,却不能解释与频率相关的横波分裂.据推测,如果微裂隙的排列方向和大裂隙的排列方向不同,利用低频信息获得的偏振方向将指示裂隙主方向,而利用高频信息获得的偏振方向则指示微裂隙方向.在背景多孔隙介质中存在多组裂隙的情况下,推导出垂直入射条件下横波偏振方向的解析式,给出了系统研究横波在介质中传播的方法.研究结果表明,横波偏振方向会随着频率的变化而变化,并且在入射方位、角度一定的条件下,是裂隙方位和密度的函数,这些认识可能有助于揭示观测到的、依赖频率变化的横波偏振现象.     

长江中下游及邻区地震各向异性对区域构造演化的启示

大别山东缘和长江中下游地区是我国东部构造格局最复杂的地区之一.为深入理解和认识该区的构造演化过程和壳幔变形特征, 本文利用NW-SE向跨越长江中下游地区的密集宽频带流动地震台站数据, 开展了远震接收函数Pms各向异性研究, 并结合已有研究进一步分析了该区地壳与上地幔各向异性特征及其产生机制.结果表明: 长江中下游及邻区地壳各向异性呈明显的横向分区性, 华北克拉通东南部以近NWW向为主, 而长江中下游和华南东北部以NE向为主.在垂向上, 该区地壳与上地幔各向异性方向也存在明显差异, Pms各向异性快波方向与XKS(PKS, SKS, SKKS)快波偏振方向整体上存在30°~60°左右差异, 形成了该区壳幔各向异性的"立交桥"式分层结构.本研究认为印支期和燕山期的区域构造演化差异以及华北与华南块体的流变学强度不同是造成该区壳幔各向异性"立交桥"式分层结构的重要因素.华北地区Pms各向异性特征反映了华南与华北块体在印支期陆陆碰撞所形成的中下地壳变形痕迹, 华南东北部地区的Pms各向异性则主要受控于燕山期古太平洋板块俯冲造成的陆内挤压作用.燕山期古太平洋板块的北西向俯冲作用不仅导致了软流圈物质沿NW或近W向流动和橄榄岩矿物晶体的定向排列, 也在地壳和岩石圈尺度产生了陆内挤压作用并最终导致了目前观测到的中下地壳变形和各向异性特征.     

地震活动图像有序演化对7级以上地震的预测意义

7级以上地震是对人类的生命及财产威胁极大的地震.中国地震局监测预报司“十二五”地震预报规划中指出:“1950年以来造成千人以上死亡的地震均为7级以上地震.因此,从减轻地震灾害的角度,今后5-10年地震预测预报研究和地震预测预报工作的首要任务和目标,是开展7级以上地震的长中短临预测预报探索、并在能够达到的科学认识的条件下最大限度地为政府和社会的防震减灾服务.”     

SKS波对地壳裂隙各向异性的响应——理论地震图研究

穿透含裂隙、裂缝地壳8 s视周期的SV波的理论地震图研究表明,当地壳平均裂隙密度高于0.01即横波各向异性高于1%时,非对称面内不同方位的SKS波均发生分裂;地震图中直接的记录显示是切向T分量上出现SKS波的振动,其振幅随地壳平均裂隙密度的增大而增强,甚至能与径向R分量上的振幅相当.局限于上地壳的强裂缝各向异性同样能引起SKS分裂.长周期SKS波分裂对地壳内裂隙、裂缝的分布缺乏分辨率.直立平行排列裂隙、裂缝使得SKS分裂T分量记录特征具有方位对称性,这来自于HTI介质中快、慢波偏振和到时差随方位变化的对称性;而倾斜裂隙、裂缝使得该方位对称性丧失.对实际观测SKS分裂的偏振解释需要考虑地壳裂隙各向异性,特别是断裂附近的强裂缝各向异性.     

基于优化滤波法对芦山地震震区重力异常特征的分析

首先对具有代表性的重力异常分离方法进行简单介绍, 在此基础上使用这些方法对同一组理论模型数据进行试验, 优选出异常分离效果较好的优化滤波法对芦山地震震区重力异常特征进行分析, 初步认识此次地震发生的深部构造背景, 得出以下初步结论： 龙门山断裂带在研究区布格重力异常中反映为一条近北东走向的显著重力梯度带. 该梯度带在天全附近分为两支, 芦山地震震区靠近重力梯度带分叉处, 且M_S≥3.0余震同样呈近北东向展布, 与梯度带走向基本一致, 认为此次强地震的发生与重力梯度带下的深部结构及构造活动密切相关; 芦山地震震区浅部结构与深部构造特征存在较大差异, 构造复杂及地壳深浅部耦合关系较差, 说明此次强地震的发生受浅部和深部构造的共同控制.     

压制空间非平稳地震勘探随机噪声的ROAD径向时频峰值滤波算法

径向时频峰值滤波算法是一种有效保持低信噪比地震勘探记录中反射同相轴的随机噪声压制方法,但该算法对空间非平稳地震勘探随机噪声压制效果不理想.本文研究空间非平稳地震勘探随机噪声,即各道噪声功率不同的地震勘探随机噪声,其在径向滤波轨线上表征近似脉冲噪声,在径向时频峰值滤波过程中干扰相邻道滤波结果.为了减小空间非平稳随机噪声的影响,本文提出一种基于绝对级差统计量(ROAD)的径向时频峰值滤波随机噪声压制方法.该方法首先根据径向轨线上信号的绝对级差统计量检测空间非平稳地震勘探随机噪声,然后结合局部时频峰值滤波和径向时频峰值滤波压制地震勘探记录中的随机噪声.将ROAD径向时频峰值滤波方法应用于合成记录和实际共炮点地震记录,结果表明ROAD径向时频峰值滤波方法可以压制空间非平稳地震勘探随机噪声且不损害有效信号,有效抑制随机噪声空间非平稳对滤波结果的影响.与径向时频峰值滤波相比,ROAD径向时频峰值滤波方法更适用于空间非平稳地震勘探随机噪声压制.     

基于一种新显式时间积分算法的场地非线性地震反应分析

针对线弹性结构动力学方程,作者已提出一种具有良好稳定性的二阶精度单步显式时间积分算法。本文将该方法推广到求解材料非线性结构动力学方程中,采用带误差控制的修正欧拉算法计算单元应力,提高显式时间积分算法的精度。将求解非线性问题的显式算法应用于地震波垂直入射时非线性地震反应分析中,使用黏性边界模拟场地土层底部半空间基岩的辐射阻尼,并考虑地震动输入。与中心差分法计算结果进行对比,以表明新显式算法的有效性。     

不同参数对地震干涉实现VSP向SWP波场重构的影响

地震干涉是近几年勘探地球物理领域研究的一个热点方向,它是波场重构的有力工具.然而,地震干涉往往引入虚假同相轴,影响波场重构的质量.为进一步分析虚假同相轴产生的原因并改善波场重构的质量,本文基于稳相分析,详细探讨子波主频、激发炮数、检波器埋深、检波器间距和地层倾角五个因素对波场重构的影响.模型结果表明,震检排列方式和地层倾角等因素通过改变有限震检范围内稳相点的位置来影响波场重构的质量.将垂直地震剖面VSP中的下行直达波与下行反射波进行地震干涉处理,可有效重构来自高陡反射面的下行反射波,将传统的VSP转化为单井地震剖面SWP.直接利用重构SWP波场进行成像,不仅扩大传统VSP的成像范围,而且避免常规勘探面临的静校正和近地表速度建模问题,为高陡构造成像提供一种新方法.     

使用互相关和双差法对北加州20年的地震活动进行大范围重定位

采用双差（DD）定位算法同时结合波形互相关（CC）方法,重新分析了北加州近20年（1984～2003）的数字化地震资料,将北加州地震台网（NCSN）现有地震目录中震源的定位精度提高了3个数量级。定位过程中结合使用了由所有震中距离不超过5km的相关事件对测得的30亿个互相关到时差数据以及北加州地震台网观测报告中列出的700万个P波到时读数。双差法重定位后获得311273个事件。重定位后的地震目录能够勾画出非常精细的、与活断层相关的地震活动构造图像,并且能够揭示诸如地震条带、重复地震等的时空构造特征。结果显示,约有90％的地震在同一个台站具有相关的P波、S波列,并且有12％的事件属于重复地震。通过对重复地震的分析认为,在95％置信水平下,现有台网定位的不确定性在水平方向平均约0．7km,垂直方向平均约2km。地震事件的相关性以及重定位后相对位置的改善在北加州大部分地区非常一致,这就意味着使用该方法高精度地确定由不同板块构造或者人为因素造成的地震活动图像是普遍适用的。本文认为,长期的、一致性好的地震监测以及数据分析工作是提高现有震源目录中地震定位精度和以后精确定位日常化的关键问题。