利用面波测定台间衰减系数

使用相匹配滤波技术提取基阶面波振型的相位,然后再利用时变滤波进行 振幅谱校正,以此分离出基阶振型面波信号。对合成面波理论地震图的处理结果表 明,该方法可精确地从含高阶（最高阶数为５）的综合地震图中分离出基阶面波,与利 用同一模型合成的基阶面波相比,分离出的基阶面波的振幅谱畸变很小,根据中国数 字化地震台网（ＣＤＳＮ）记录的长周期面波资料,对与震源位于同一大圆弧上的北京。 海拉尔台观测的瑞雷波进行处理,分离出基阶振型信号,然后利用两台的基阶振型信 号进行反褶积得到台间格林函数,由格林函数计算得到台间周期为１３～１４２ ｓ的面 波衰减系数和群速度,所得结果也较为平稳。     

中国面波震级研究

中国面波震级研究迟振才，陈俊杰，张兴科（中国长春１３０１１７净月地震台）郑雅琴，陈凤学，陈才（中国长春１３００２２吉林省地震局）多年来，对于我国利用现行公式测报的Ｍｓ的讨论，主要集中在水平偏高问题上。这当然是其中的主要问题，但同时也还存在其他一些问题...     

利用多种地震数据联合反演剪切波速度结构的可靠性检测

本文模拟使用青藏高原东南缘区域台网及国家台网的170个宽频台站基于背景噪声、天然地震面波、P波接收函数反演时的实际数据,对青藏高原东南缘假定的初始模型进行恢复,通过计算初始模型台站下方纯路径频散、提取各台站对间的瑞雷波频散曲线、计算理论接收函数以及反演剪切波速度结构来测试使用不同单项数据与联合使用多种数据反演对初始模型的恢复程度。结果表明,同时使用接收函数、基于噪声经验格林函数的群速度、相速度频散以及基于天然地震面波的相速度频散联合反演的剪切波速度结构,充分利用了几种数据的分辨率优势,清晰地分辨出中下地壳及上地幔顶部的低速层。此外,本文也分析了实际数据处理中出现的计算误差、随机噪声干扰对计算结果稳定性的影响。结果显示:对于面波频散,加入1%的误差后,联合反演的结果仍可很好地反映低速层的形态,但是当误差提升至5%后,对最终结果则产生了一定程度的影响;而在接收函数中加入4%的随机噪声时,虽然地幔低速层的上界面和下界面会略微受到随机噪声的影响,但是低速层的深度范围和速度值均得到了较好的恢复。     

利用时频偏振分析技术研究面波传播的复杂性

介绍了一种新的时频偏振分析技术．该技术是传统的面波分析技术（移动窗方法及多重滤波方法）和奇异值分解法的结合,可用于测定不同周期的面波入射方位角;并将其用于分析穿过中国大陆不同块体的面波传播路径,并对穿过青藏高原不同区域的面波传播路径进行了分析．结果表明,　该方法能充分利用面波不同振型在频率成分及到时上的差异给出较准确的偏振分析结果,同时也便于考察面波偏振（入射方位）随周期而变化的情况．实际资料分析表明,岩石圈结构的横向不均匀性对面波的传播路径有很大影响．尤其是穿过青藏高原的面波路径对大圆路径的偏离角较大,并且穿过青藏高原的不同区域的面波其传播路径对大圆的偏离角也有很大区别．     

利用速度型数字地震仪记录测定面波震级

根据ＬＡＳＰＥＩ所推荐的面波震公式，本文发展了一种利用长周期速度型数字地震仪记录测定面波震级的新方法，由于长周期数字地震仪基于上都采用速度平坦型设计，周期从３ｓ到２８０ｓ范围内仪器的放大倍数（增益）是一个常数，用本文的方法可以非常方便，准确地测定面波震级，实际计算表明，测定的面波震级与美国ＮＥＩＣ公布的结果相一致。     

南海及邻区地壳上地幔三维S波速度结构的面波波形反演>.

对南海及邻区中国数字地震台网４个台站接收到的328条长周期地震记录的面波波形进行分块波形反演．分块波形反演把大尺度的优化问题转化为小尺度的优化问题，采用非线性优化方法求解，从而得到南海及邻区22网格划分、从地表深至430ｋｍ 的地壳上地幔三维S波速度结构，并用检验板法进行了分辨率分析．结果表明，海域、岛弧和大陆在速度分布、岩石圈和软流圈存在明显的结构差异．      

面波群速度频散计算中滤波的数值实验研究

面波群速度计算中容易出现长周期部分时间域分辨率低的问题，因此，如何提高时间域的分辨率很重要。本文将引入等误差滤波的方法就改进群速度计算中滤波效果进行数值试验。结果表明，采用等误差滤波能明显提高群速度长周期部分的分辨率，对准确地测定长周期部分的群速度有重要意义。     

灌云地震台面波震级偏差分析

选取2019年1月—2021年12月灌云地震台远震事件记录,将灌云地震台测算的面波震级与中国地震台网中心统一正式报目录震级进行对比,计算二者面波震级偏差平均值,并分析震级偏差与震级、震中距、震中方位之间的关系。结果表明：灌云地震台面波震级与中国地震台网中心统一正式报目录震级平均偏差为-0.08,总体偏差较小,表明该台地震记录精度较高。     

福建及其邻区背景噪声面波群速度层析成像

基于福建及邻区108个宽频带地震台站2016年6月到7月两个月垂直和水平分量波形连续记录, 利用相位加权叠加算法提高信噪比, 计算得到108个台站对的高质量经验格林函数。 对所获取的经验格林函数, 采用时频分析的方法在1~20 s频段内量取了大量高质量的Rayleigh波和Love波群速度频散数据。 在此基础上, 采用基于射线追踪的二维层析成像方法反演得到了福建及其邻区1~20 s的Rayleigh波和Love波群速度分布。 分辨率测试结果表明群速度分布的分辨率能达50 km。 成像结果显示1~10 s的群速度分布与地壳中上部地质特征有很好的一致性, 区内的福州盆地和漳州盆地在浅层结构中表现出明显的低速异常。 长周期的群速度则揭示了漳州西北的高地热区内中下地壳低速体, 政和-大埔断裂两侧的速度差异, 表明其可能是一个深大断裂, 并呈现明显的东西差异。     

Studying surface structure in desert areas using multiple kinds of surface wave data

Shallow surface wave methods are mostly used for investigation of the surface velocity structure in environmental and engineering geophysics in non-desert areas. For the special geological features of the Takelamagan Desert area, we use the multi-channel analysis of surface wave （MASW） method to process multi-channel shallow surface wave records to determine the near surface velocity structure in the desert area. We also process, analyze, and compare the surface waves in many-trace records extracted from the oil exploration shot gathers in the area. We show that the MASW method can determine detailed shallow velocity structure in desert areas and the many-trace records can be used to get detailed deep geological structure. The combination of the two different datasets can obtain the exact velocity structure upper 60 m depth in the survey area.     

基于瑞雷波法的成都盆地场地剪切波速结构确定

在2008年的汶川地震中获得了大量的有价值数据和资料,使得成都盆地成为了研究的热点.为了能够获得成都盆地场地剪切波速结构,为成都盆地及汶川地震的进一步研究提供基本数据支持,本文利用多道面波分析方法在成都盆地(E:103°～105°,N:30°～32°)布置了40个面波测点进行场地剪切波速结构和覆盖层厚度的调查,测点间距...     

用瞬态多道瑞利波法研究夏垫隐伏断裂附近的浅层速度结构变化

用瞬态多道瑞利波法,对夏垫隐伏断裂附近的浅层速度结构进行了调查研究,利用f-k域分析方法提取瑞利波频散曲线,分别用遗传算法和半波长方法反演,得到断裂附近的横波速度结构和瑞利波相速度分布剖面。反演结果与钻孔资料的对比表明,瞬态瑞利波法对于探测上断点埋深较浅的隐伏断裂是有效和可靠的。     

浅层地震资料解释陷阱(英文)

高分辨率浅层地震方法是在近地表调查中使用最为广泛的方法。然而,在许多情况下,地震资料的解释经常会出现错误。在本文中,我们介绍了三个例子,分析了造成P波,SH波,多道的面波(MASW)地震资料解释的错误原因,大都是由于在表面或地下条件约束不确当引起的。第一个例子是P波反射剖面上的一个波的特征被解释为浅层断裂带,但后来证实它是由高水平的背景噪音引起的,因为采集测线通过了一个公路交叉口。第二个例子是SH波反射地震剖面上一个波特征被解释为是逆倾向滑断层,但有针对性的钻探表明,它是一个侵入到基岩面的一个深层局部侵蚀。最后,第三个例子,MASW调查剖面上,一个陡倾特征一开始被解释为基岩谷。然而,后来的钻探表明这是一个非常软的湖泊沉积物,后者严重损坏了应用面波频段。虽然最初的解释是不正确的,但这刺激地球物理学家和地质学家之间的讨论,并强调地球物理数据采集的时候,采集之前以及采集之后需要科学家之间有意义的合作与讨论。     

Imaging shallow structure with active-source surface wave signal recorded by distributed acoustic sensing arrays

Distributed acoustic sensing (DAS) is one recently developed seismic acquisition technique that is based on fiber-optic sensing. DAS provides dense spatial spacing that is useful to image shallow structure with surface waves. To test the feasibility of DAS in shallow structure imaging, the PoroTomo team conducted a DAS experiment with the vibroseis truck T-Rex in Brady’s Hot Springs, Nevada, USA. The Rayleigh waves excited by the vertical mode of the vibroseis truck were analyzed with the Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) method. Phase velocities between 5 and 20 Hz were successfully extracted for one segment of cable and were employed to build a shear-wave velocity model for the top 50 meters. The dispersion curves obtained with DAS agree well with the ones extracted from co-located geophones data and from the passive source Noise Correlation Functions (NCF). Comparing to the co-located geophone array, the higher sensor density that DAS arrays provides help reducing aliasing in dispersion analysis, and separating different surface wave modes. This study demonstrates the feasibility and advantage of DAS in imaging shallow structure with surface waves.     

Simulation and analysis of point-source surface wave fields

The complexity of near surface intensifies the diversity of seismic wave fields, which makes study on near surface wavefields important in many aspects. The strong absorption of low velocity layer can affect the resolution of seismic data, and free boundary can cause surface wave. Considering the above problems, we focus on the Rayleigh wavefields simulation using finite-difference wave equation of higher-order staggered grids and PML boundary conditions. Free boundary, buried source and overlying low velocity layer are taken into consideration and point explosion source is adopted. Through some numerical simulation with different parameters, we quantitatively analyze relationship between wave intensity and source depth, as well as the energy variation with propagation and obtain some practical knowledge and conclusions.     

中国西部及邻区岩石圈S波速度结构面波层析成像

本文利用瑞利波群速度频散资料和层析成像方法,研究了中国西部及邻近区域(20°N—55°N,65°E—110°E)的岩石圈S波速度结构.结果表明这一地区存在三个以低速地壳/上地幔为特征的构造活动区域:西蒙古高原—贝加尔地区,青藏高原,印支地区.西蒙古高原岩石圈厚度约为80 km,上地幔低速层向下延伸至300 km深度,说明存在源自地幔深部的热流活动.缅甸弧后的上地幔低速层下至200 km深度,显然与印度板块向东俯冲引起俯冲板片上方的热/化学活动有关.青藏高原地壳厚达70 km,边缘地区厚度也在50 km以上并且具有很大的水平变化梯度,与高原平顶陡边的地形特征一致.中下地壳的平均S波速度明显低于正常大陆地壳,在中地壳20~40 km深度范围广泛存在速度逆转的低速层,这一低速层的展布范围与高原的范围相符.这些特征说明青藏高原中下地壳的变形是在印度板块的北向挤压下发生塑性增厚和侧向流动.地幔的速度结构呈现与地壳显著不同的特点.在高原主体和川滇西部地区上地幔顶部存在较大范围的低速,低速区范围随深度迅速减小;100 km以下滇西低速消失,150 km以下基本完全消失.青藏高原上地幔速度结构沿东西方向表现出显著的分段变化.在大约84°E以西的喀喇昆仑—帕米尔—兴都库什地区,印度板块的北向和亚洲板块的南向俯冲造成上地幔显著高速;84°E—94°E之间上地幔顶部速度较低,在大约150~220 km深度范围存在高速板片,有可能是俯冲的印度岩石圈,其前缘到达昆仑—巴颜喀拉之下;在喜马拉雅东构造结以北区域,存在显著的上地幔高速区,可能阻碍上地幔物质的东向运动.川滇西部岩石圈底界深度与扬子克拉通相似,约为180 km,但上地幔顶部速度较低.这些现象表明青藏高原岩石圈地幔的变形/运动方式可能与地壳有本质的区别.     

用面波联合勘探技术探测浅部速度结构

瑞雷面波勘探技术以其快速经济、受场地条件限制小等优点广泛应用于浅部横波速度结构探测.人工源面波勘探方法对浅部地层的探测精度高,但探测深度较浅;天然源面波勘探方法探测深度较深,但对浅部速度结构的探测精度不高.本文在夏垫和玉溪两地分别开展了人工源和天然源面波联合探测试验,尝试采用不同排列和相同排列两种方法,采集人工源和天然源面波信息,联合处理数据并提取频散曲线,反演得到浅部地层的横波速度结构.探测结果表明:人工源和天然源面波联合勘探,尤其是采用相同排列的方法,可以在几乎不增加常规面波勘探工作量的条件下,既能保证浅部地层的探测精度,又明显拓展探测深度,大大提升了面波勘探能力,有望在工程勘察领域中推广应用.     

Effect of lateral heterogeneity on surface wave testing: Numerical simulations and a countermeasure

The surface wave (S-wave) method has gained popularity in engineering practice for determining S-wave velocity depth profiles. A growing trend is towards the application of S-wave testing for spatially 2-D S-wave velocity tomography, ignoring the assumption of horizontally layered medium. A fourth-order velocity-stress finite difference method is used to perform numerical simulations of S-wave testing in earth models with lateral variation. Results show that the lateral heterogeneity induces a non-stationary property in the space domain, resulting in false depth-related dispersion or higher modes if conventional approach based on stationary assumption is used for the dispersion analysis. Artifacts maybe introduced in spatially 2-D S-wave velocity imaging if the effect of lateral heterogeneity is not accounted for. As a potential countermeasure, a high-lateral-resolution S-wave method is proposed to reduce the effect of lateral heterogeneity while maintaining the resolution and depth range of dispersion analysis. It consists of a walk-away survey and a phase-seaming procedure when synthesizing seismograms with different nearest source-to-receiver offset, allowing wide-wavelength dispersion analysis within a small spatial range. The proof of concept is given with several numerical examples. They show that the high-resolution S-wave method can greatly alleviate the effect of lateral heterogeneity and increase spatial resolution.