A new scheme for fast calculation of seismic traveltimes and ray paths in heterogeneous media

IntroductionBoth traveltimes and ray paths are vital information for seismic theoretical research and practice such as stack migration, traveltime inverse, calculation of covering time and so on (Xu, et al,1992). At present, they are obtained usually by either ray shooting (Liu, el al, 1986) or finite difference solution of the eikonal equation (Vidale, 1988; Zhang, et al, 1996). The ray shootingmethod can be understood and programmed easily. However, it is difficult for the method to treatc…     

多波多分量地震探测技术

随着油气勘探程度的提高,越来越多地显示出地下介质的复杂性,多波多分量地震勘探可以提供更多的信息。本文主要论述多波多分量地震勘探在各向异性介质中应用时的效应,可以解决的实际问题和各向异性介质中地震波传播特征,并给出实例说明多波多分量地震勘探的应用范围。     

藏北地壳东西向结构与"下凹"莫霍面

根据藏北色林错-雅安多510余公里长地震剖面上纵横波特征所识别的来自于莫霍反射及壳内反射震相, 通过正演拟合解释了该纵剖面地壳纵横波速度与Poisson比结构. 研究结果显示, 雅鲁藏布江与班公湖-怒江两条缝合带之间地壳结构东西向变化剧烈, 岩石圈结构在剖面中部厚度最深, 达到80余公里; 莫霍面东西向变化呈现"下凹"特征, 自莫霍面"下凹"处沿剖面东西方向呈阶梯状抬升, 且西向抬升速度较东向大; 地壳内纵横波速度纵向(深度域)与横向(东西方向)均存在非均一性现象, 且上地壳内27～34 km深度处存在厚度约5～7 km的低速层. 上地壳内, 剖面中段介质的Poisson比较剖面东段与剖面西段的低; 下地壳内, 剖面东段的Poisson比较剖面西段的Poisson比低. 上地壳内介质的刚性变化特征不同于下地壳内介质的刚性变化特征, 剖面东段下地壳内物质较剖面西段的刚度小, 并蕴含着藏北地区下地壳物质伴随欧亚与印度板块碰撞而东向流动. 藏北地区地壳结构东西向变化趋势与莫霍面"下凹"特征可能源于多期构造作用的叠加效应.     

用遗传算法进行瑞利波反演

瑞利波反演属于非线性最优化问题,已有的局部线性化方法(如阻尼最小二乘法)常使解估计陷入目标函数的局部极小值之中,且严重地依赖初始模型.另外,目前被广泛应用的一些简单的瑞利波反演方法也存在明显的缺陷.全局优化法-遗传算法大大放松了对初始模型选择的要求,且不易陷入局部最优解中.本文用已有的简单宜行的反演解释方法获取初始模型,从而确定模型参数的搜索范围,再用遗传算法反演得到最终的介质模型,效果非常理想.     

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.     

音频大地电磁法在探测地下水中的应用——以湛江南木水为例

本文通过在广东省湛江市省级生态农业示范区——南木水地区进行地下水探测拟解决当地的生活用水问题.该区域主要为燕山期花岗岩,本文采用了音频大地电磁法(AMT)勘探方法,从构造分析出发,选择三个有利区域(分别为A、B、C、区),布设了10条AMT勘探线,共166个测点,进行野外数据.对野外数据进行了一系列预处理、反演和电阻率成像得到各线的剖面图.分析研究剖面图和切片图,确定了三个可能含水的低阻带以及三口钻井的位置.其中C区已经打井取水,出水50 m~3/h,很好地验证了AMT方法在硬岩地区进行地下水探测的实用性和有效性.     

AMT方法在鳌山卫花岗岩地区深部地热构造勘探中的应用

作为我国最近规划的中国蓝谷海洋高科技开发区,对能源结构有着较高要求.目前,地热资源的直接利用是最经济最方便的绿色能源途径.鳌山卫研究区,是中国蓝谷的核心区之一,根据地质资料和温泉露头情况推测,该研究区内有可观的地热资源潜力.为探测鳌山卫花岗岩地区的深部地热构造,搜集已有的地质地球物理资料,在该区布设了10条AMT测线.通过资料采集、预处理、反演,得到了研究区地下2000 m以浅的电性结构的空间展布形态.勘探结果显示,研究区发育一条走向为N30°E的断裂构造F1,深度约1500 m;同时确定了构造低阻异常中心位置,为下一步钻孔布设提供依据.本次花岗岩区AMT探测,克服了城市人文干扰和高压输电线引起的各种电磁干扰,为类似地区深部地热构造探测工作提供了实践经验,是一次成功的深部地热构造探测.     

Hilbert-Huang变换与ELF信号处理

Hilbert-Huang变换(HHT)是近年出现的一种自适应的非平稳、非线性信号处理方法,该方法迄今已在许多非线性、非平稳信号处理的研究领域得到了很好的应用.本文简要介绍了Hilbert-Huang变换的基本实现原理与算法基础,通过仿真信号验证了该方法的有效性,并以实际数据为例,探讨了它在极低频(ELF)信号处理及噪声压制方面的应用.利用Hilbert-Huang变换对ELF信号进行频率域滤波,可以对噪声进行有效压制,从而提取已知频率的电磁信号,极大地提高信号质量.     

用积分方程法研究源与勘探区之间的三维体对CSAMT观测曲线的影响

在可控源音频大地电磁法野外作业中,源和勘探区间的距离可达几公里,为了了解源和勘探区间的异常体对勘探区内异常响应的影响,我们用三维压缩积分方程法做了数值模拟研究.首先对勘探区目标体进行了数值模拟,发现在高频时,观测到的异常中心位于目标体的正上方,随着频率降低,出现异常中心向远离源的方向略有移动的现象,所以对三维异常体最好用3D软件来解释.然后,对源和勘探区间存在三维异常体的情况进行了数值模拟与分析讨论.模拟结果表明只有当三维异常体达到较大的规模时,才会对目标体上方的观测曲线造成影响,否则其电阻率的变化及埋深的变化对观测曲线的影响较小,可以忽略.当异常体在源方向有延伸时,观测曲线受到的干扰最大,沿垂直源布设的方向延伸时引起的干扰中等,垂直地面向下延伸引起的干扰最小.