三峡地区上地壳结构的远震虚震源反射地震成像

远震虚震源反射成像方法利用远震初至波在台网之下地表与地下界面间形成的反射波(PPdp震相)波形资料进行台网地区地震反射结构研究.此方法先用台网各台站的平均初至波形求取震源信号,再用该震源信号与各道地震记录作反褶积从而取得反射剖面.本文介绍了远震虚震源反射成像的基本原理和实现步骤,并以三峡地区的观测资料为例,得到三峡库首区上地壳的反射地震剖面.成像剖面中解释出的四川盆地和秭归盆地的底界面位置和形态与地表地质观测和大地构造背景吻合.为验证虚震源成像的能力,本文使用弹性波正演模拟合成地震数据,经过处理实际资料一样的步骤获得虚震源成像结果.正演模拟表明,叠加多个远震的反射地震剖面可以有效地改善成像的信噪比和连续性;虚震源成像需要选择特定的震源频率范围,以减轻高频噪音以及低频造成的成像问题.在研究上地壳结构时,建议在不适合主动源采集和缺乏低频信号的地区尝试远震虚震源方法.     

三维弯曲界面炮集P波反射时距特征分析

对于三维反射地震,文中将三维弯曲界面视为倾向和倾角变化的三维倾斜界面的包络,并依据三维倾斜界面反射提出计算三维弯曲界面P波反射时距的一种新方法。该方法基于倾角CDP理论,从界面反射点出发,给出地表CDP网格点,由检波点位置计算炮点位置,得到三维地震的炮点网格和检波点网格的分布关系,最终计算P波的三维反射时距。炮集数值模拟的结果表明,该方法有较高的计算效率,便于分析反射时距随炮点位置的变化,特别能揭示界面反射点位置和时距的关系。三维弯曲界面和三维倾斜界面的反射时距特征对比表明,仅从同一测线方位的时距难以将这两种类型的界面反射区分开来,但比较不同方位的时距差异可以解决这一问题。     

各向同性薄层反射理论地震图

本文在各向同性介质假设下,计算了薄层顶、底反射P波和PS波的理论地震图.理论模拟发现薄层的反射P波与PS波是一复合波,包括层内的多次透射和反射转换波型,且具有类似单一界面反射的、脉冲式的波形特征.两类薄层反射整体振幅随着薄层厚度的降低而缩小;在地震子波主频40 Hz条件下,2 m左右厚度的薄层反射相比单一界面反射具有等同的振幅水平.1 m以下极薄层仅有弱反射甚至无反射;薄层反射复合波振幅与炮检距的关系依然成立,但不惟一;单界面反射AVO原理、方法不适用于薄层反射解释与反演.     

自动勾制反射地震界面的数学原理

在任意相邻两个接收点各种校正条件相等的情况下,由公式t=1/v××（xi2-2xoxi+4h2）1/2可以导出下列方程组:共中A,B,C,…,G是常量;Xi=v2,Yi=xo,Zj=h2。 v——岩石中的地震波速度,h——爆炸点到界面垂距的平均值,xo——对应tmin的横坐标。解上面方程组便求得v,h,xo,。已知v,h,xo,利用交点法可求得界面上任意点A的坐标表达式: zA-Z0/2=-x0/Z0（xA-x0/2）,ZA/Z0=（XA-（i+1）△x）/（x0-（i+1）△x） 解此方程组便得到界面上任意点的坐标（zA,xA）。此外,利用椭圆法也可求得下列方程组: 解此方程组,也可求得界面上点的坐标。若界面上各点坐标已知,把已知参量送到机器里,便可自动描绘出反射界面。现代电子计算机的出现和使用为各种生产的自动化开辟了广阔的道路。同样,野外地球物理探矿的生产自动化也是目前所迫切需要的。本文试图讨论关于地球物理探矿中反射波地震界面自动勾制的数学原理。根据这一原理,电子计算机的设计和制造家们不难设计和制造出为此用途的专用电子计算机——数字机和模拟机,也不难根据这一原理编成解题程序,在通用电子计算机上找出问题的解答。     

自动勾制反射地震界面的数学原理

在任意相邻两个接收点各种校正条件相等的情况下,由公式t=1/v××（x_i²-2xoxi+4h²）^1/2可以导出下列方程组:共中A,B,C,…,G是常量;X_i=v₂,Y_i=xo,Z_j=h₂。 v--岩石中的地震波速度, h--爆炸点到界面垂距的平均值, xo--对应t_min的横坐标。解上面方程组便求得v,h,xo,。已知v,h,xo,利用交点法可求得界面上任意点A的坐标表达式: zA-Z0/2=-x0/Z0（xA-x0/2）, ZA/Z0=（XA-（i+1）△x）/（x0-（i+1）△x） 解此方程组便得到界面上任意点的坐标（zA,xA）。此外,利用椭圆法也可求得下列方程组: 解此方程组,也可求得界面上点的坐标。若界面上各点坐标已知,把已知参量送到机器里,便可自动描绘出反射界面。现代电子计算机的出现和使用为各种生产的自动化开辟了广阔的道路。同样,野外地球物理探矿的生产自动化也是目前所迫切需要的。本文试图讨论关于地球物理探矿中反射波地震界面自动勾制的数学原理。根据这一原理,电子计算机的设计和制造家们不难设计和制造出为此用途的专用电子计算机--数字机和模拟机,也不难根据这一原理编成解题程序,在通用电子计算机上找出问题的解答。     

速度光滑对反射地震信号的影响分析

光滑处理使得单界面成为非均匀薄层,界面反射转变为层反射.为了探讨光滑处理的影响,以平面波作为入射波场,首先利用过渡层反射系数推导了反射信号的理论公式,然后就非均匀薄层下反射系数的计算问题,给出了具体的实现算法,并通过与经典Epstein过渡层反射系数解析结果的对比说明了算法的精度.最后在单界面及其被光滑后界面的对比分析中,得出了几点重要结论：随着光滑次数的增加,反射信号的到时基本保持不变,而反射信号的主频与能量呈减少趋势,其中信号能量在低光滑次数的衰减速率明显大于高光滑次数.

     

速度光滑对反射地震信号的影响分析

光滑处理使得单界面成为非均匀薄层,界面反射转变为层反射.为了探讨光滑处理的影响,以平面波作为入射波场,首先利用过渡层反射系数推导了反射信号的理论公式,然后就非均匀薄层下反射系数的计算问题,给出了具体的实现算法,并通过与经典Epstein过渡层反射系数解析结果的对比说明了算法的精度.最后在单界面及其被光滑后界面的对比分析中,得出了几点重要结论：随着光滑次数的增加,反射信号的到时基本保持不变,而反射信号的主频与能量呈减少趋势,其中信号能量在低光滑次数的衰减速率明显大于高光滑次数.     

深地震宽角反射/折射探测地震波激发点的技术应用

正引言:在地震探测的各个环节中,地震波激发是非常重要的一环,激发效果直接关系到信号接收的远近、强弱,当然也很大程度地影响到后来的数据分析。激发点施工过程中的选点、钻孔、下药埋深、爆破器材的连接等都会影响到激发效果,因此施工过程中的每     

平面波在粘滞性界面上的反射特征研究

当介质中存在按照一定方向排列的裂隙时,会在该区域形成接触程度不好的界面.当有地震波传播时,界面两侧的质点不再满足位移连续的条件,位移差与该点的应力有关.从而引起质点间的滑动,形成粘滞性界面.界面的这种特性可以用切向柔量和法向柔量来表示,柔量值越大,界面的接触程度和质点位移的连续性都越差.文中详细推导了平面波在粘滞性界面上的反射和透射系数公式,通过数值算例证明了粘滞性界面上的反射系数与入射波频率有关的性质.并说明了界面的粘滞性会在一定程度上影响到反射波的AVO特性.且当平面P波入射时,法向柔量对反射P波和转换波的影响均大于切向柔量的影响.     

平面声波在粗糙界面上的反射特征研究

基于有关粗糙界面的Rayleigh假设,讨论了平面声波按余弦规律快速变化的小尺度粗糙界面上的反射特征.研究表明：这类界面与位于该位置的一个过渡地层的作用相当.该过渡层的厚度为粗糙界面的起伏幅度,速度和密度为上下两层介质相应量的平均值.研究了埋藏很深的微粗糙界面所引起的地震反射（绕射）波的频散特性和走时的构成,即包含零炮检距反射时间、正常时差和界面粗糙时差三部分内容.该粗糙时差与空间坐标和时间坐标无关,与绕射波的阶次有关,绕射波尾随在反射波之后以某一固定的时差出现.且只有当界面的粗糙波长与地震波的波长相当时,才能观测到这类绕射波.该结论为粗糙界面地震反射资料的处理方法提供了理论依据.     

New imaging method for seismic reflection wave and its theoretical basis

Some new imaging formulas for seismic reflection wave and their theoretical basis are given. Phenomena of wave propagation should be characterized by instantaneous spectrum and expressed by complex function of three variables (time, space and frequency) in mathematics. Various physical parameters of medium are also complex functions of two variables (space and frequency). The relationship between reflection coefficient of medium and spectrum of reflected wave is given. Multi-reflection and filter of formations are considered in inversion formulas. Problems in classical convolution model and wave equation are illustrated. All these inversion formulas can be used to image underground medium by wavelet transform and method of “3-basic colors”. Different colors mean different media.     

反射波走时高阶多项式拟合在三维地震透射中的应用

利用高阶多项式拟合的方法取代传统的T2-X2法进行反射波走时曲线拟合得到分层地壳中的走时残差,对其应用基于广义反演理论的速度层析成像技术,重建研究区台阵下方的上地壳三维速度结构图像.数值模拟和长白山天池火山三维地震透射速度层析成像都显示了该方法的有效性.     

基于S变换的软阈值滤波在深地震反射数据处理中的应用

深地震反射原始单炮数据是非平稳的弱能量反射信号, 信噪比较低. 如何提高信噪比一直是深地震反射数据前处理中的一大难题. S变换是一种适用于分析非平稳信号的时频变换方法. 同其他分析时变信号的方法相比, S变换的基本小波不必满足小波在时间域均值为零的容许性条件, 它的时频分辨率与分析信号的频率有关, 且其在时间域的积分可以得到傅里叶频谱,其反变换也简单. 因此, S变换容易表示深地震反射信号复杂的时频特性. 本文在S变换的基础上, 利用软阈值滤波方法对深地震反射数据进行处理, 实验结果表明, 该方法有效地提高了信噪比, 压制了有效频带范围内的混频干扰, 突出了弱反射信号, 使得波组信息更加丰富, 有利于连续追踪有效反射波组和识别薄地层, 特别是提高了深部Moho界面反射层位的分辨率, 为深地震反射剖面后续处理和准确解释奠定了基础.     

Calculation of reflection and transmission coefficients for qP waves incident on a planar interface between isotropic and triclinic media

In the paper by Chattopadhyay and Rajneesh (2006, “Reflection and refraction of waves at the interface of an isotropic medium over a highly anisotropic medium’, Acta Geophysica, vol. 54, no. 3, pp. 239–249), the authors proposed a process to calculate R/T (reflection and transmission) coefficients at the interface between isotropic and triclinic half-spaces, with incident qP waves in triclinic media. Unfortunately, besides several misprints, the authors made a fatal assumption that there is no transmitted SH wave generated in isotropic media, which led the successive analytical derivations and numerical calculations thoroughly wrong. In this paper, the errors are analyzed at length and corrections are given. Then an alternative approach to solve the problem is proposed and numerical results are shown and discussed.     

输入界面对场地地表地震动参数的影响

本文以江淮地区典型场地资料为原型,选取不同深度的岩层位置作为地震动输入界面,构造多种场地土层模型,选择Taft、Kobe和E1centro 3条强震记录作为地震输入,采用一维频域等效线性化波动方法重点分析了地震动输入界面对场地地表地震动参数的影响。研究结果表明,随着输入界面深度的增加,场地地表的峰值加速度逐渐增加,且增加的幅度呈逐渐减小的趋势,但输入界面深度对地表加速度反应谱特征周期的影响较小;输入界面剪切波速值对反应谱特征周期影响有限,但对地表峰值加速度影响较为显著,地表峰值加速度随着输入界面剪切波速的增大而增大,且两者的增幅呈现近似的线性关系。     

Numerical modeling of global seismic phases and its application in seismic phase identification

Earthquake data include informative seismic phases that require identification for imaging the Earth's structural interior. In order to identify the phases, we created a numerical method to calculate the traveltimes and raypaths by a shooting technique based upon the IASP91 Earth model, and it can calculate the traveltimes and raypaths for not only the seismic phases in the traditional traveltime tables such as IASP91, AK135, but also some phases such as pPcP, pPKIKP, and PPPPP. It is not necessary for this method to mesh the Earth model, and the results from the numerical modeling and its application show that the absolute differences between the calculated and theoretical traveltimes from the ISAP91 tables are less than 0.1 s. Thus, it is simple in manipulation and fast in computation, and can provide a reliable theoretical prediction for the identification of a seismic phase within the acquired earthquake data.     

高分辨折射地震资料处理方法及其应用

高分辨折射探测剖面近几年在我国的一些重要地学基础研究项目，特别是在中国地震局“十五” 期间开展的城市活断层探测及复杂上部地壳精细结构研究中得到了越来越广泛的应用.本文对在用传统有限差分方法处理高分辨折射地震资料时的缺陷及其改进算法的研究进展进行了较全面的讨论，对一些缺陷我们已给出了解决的方案，并已成功地应用于实际人工地震高分辨折射测量资料的分析处理，取得了较好的效果，还给出了将改进方法应用于深反射剖面初至波处理解释的一个应用实例，对于另一些缺陷我们在对国内外该领域研究现状调研的基础上，给出了目前我们正在进行中的解决方案.     

地震反射波反演二阶优化方法及其应用

常规地震数据大都缺乏低频成分与长炮检距信号,经典的全波形反演方法不易获取中、深层弹性参数模型的长波长分量,波动方程反射波形反演作为替代方法近来受到极大关注.然而,现有的反射波形反演方法几乎都采用梯度类的一阶优化算法,收敛性和精度都有待提高.本文在二阶优化理论框架下,推导弹性参数背景与扰动模型的反射波敏感核、泛函梯度以及海森算子,揭示海森矩阵对泛函梯度的去模糊化作用和改善反演的工作机制.推覆体模型合成数据实验表明,相比于常用的共轭梯度法,利用近似海森矩阵的高斯-牛顿法明显提升了反射波形反演的收敛性与宽谱建模能力.在东海实例中,本文方法超越常用的反射走时层析技术,通过改善中、深层偏移速度建模,支撑逆时偏移高分辨率刻画长江坳陷内部复杂的断裂系统,改善了深部基底的成像质量.

     

Crustal reflection structure in the uplifting zone of Songliao Basin and disconnecting Moho interface

Songliao Basin is one of the most important bases for oil-gas resources of China. Therefore, the mecha-nism of petroleum occurrence and basin dynamics have been paid much attention to by geo-scientists all the time. With multi-phase tectonic movements en-dured by the basin, its tectonic pattern is very complex. Thereinto, three faults, that is, western Neijiang fault(NNE25), eastern Yilan-Yitong fault (NNE30) and Sunwu-Shuangliao fault, extend along south-north direction and cut Songliao…