基于连续不波变换的大地电磁信号谱估计方法

在基于连续小波变换的大地电磁信号谱估计方法中,通过引入整体平均、小波系数收缩和显著性检验等统计技术,以提高谱估计的精度。文中同时计论了连续小波换中各种参数的选 取问题,给出了Ｍｏｒｌｅｔ小波函数中尺度与傅里叶频率之间转换的经验公式,并给出了谱估计的具体算法。结果表明,本文方法可有效压制较强的白噪声和局产中相关噪声。与ＦＦＴ谱估计方法相比,该方法大大降低了对信号记录长度的要求,因而对大地电磁信号的处     

一种基于地球物理数据格网的三维地质填图方法及其实现

地球物理方法（重力、地震、电法等）是地质调查及填图工作中的重要手段。相对于二维地质填图,三维地质填图/建模更迫切地需要借助地球物理数据来获取大量与深度有关的地质信息,因此本文提出了一种基于地球物理数据的地质体三维填图方法。首先,将不同地球物理手段所获取到的数据格网进行可视化建模综合;然后,在有限的地质采样约束下进行解释并直接映射为地质三维模型。实践证明,该方法自动化程度较高,并能在地质调查工作中针对性地解决一些地球物理资料较丰富而地质采样相对匮乏的三维地质填图问题。此外,它也可应用于传统三维地质填图工作中,以极大地提高地球物理数据处理效率。     

塔里木地体大地电磁调查和岩石圈三维结构

经过在塔里木盆地内701个大地电磁测站的数据采集、资料处理和三维反演,取得测点分布比较均匀的岩石圈三维电阻率模型,从电性结构角度刻划了塔里木地体三维岩石圈构造。反演取得的电阻率模型表明电性岩石圈厚度为138km,沉积盆地内部的电阻率大都反映为低阻,电阻率小于10Ωm。上地壳结晶基底为高阻,深度12~24km;中下地壳为中低阻层,深度约24~47km。岩石圈地幔上层为低阻,深度约47~88km,电阻率为10Ωm。岩石圈地幔下层高阻,深度约88~138km。软流圈极低阻,电阻率仅为4Ωm。塔里木地体中上地壳高导层不发育(满加尔除外),地壳平均电阻率值偏高,电性莫霍面不清晰,下方有一个厚的高电阻率"根",说明塔里木盆地具有克拉通盆地的属性。同时塔里木地体的四周为高角度岩石圈断裂包围,四缘有高电阻率区存在,深度从15km到90km基本不变,这又说明塔里木盆地为处于造山带之间的大型断陷盆地。塔里木地体为早古生代古特提斯洋中漂移的大陆克拉通地体,以后由于大陆碰撞挤压发生地壳断陷成盆;因此,把它称为断陷型克拉通盆地更为准确。盆地内满加尔和罗布泊低阻区深度从上地壳15km到约90km地幔一直存在,到下地壳之后在北缘打开缺口冲过南天山。推测这一低阻带形成于晚古生代古亚洲洋封闭阶段,是塔里木和哈萨克斯坦地体、西伯利亚克拉通发生碰撞的产物。满加尔坳陷、塔西南的和田坳陷、叶城-莎车坳陷和于田-民丰坳陷、以及唐古孜巴斯坳陷地壳呈现低电阻率,说明这里流体活跃,有利于大型特大型油气成藏。     

噪声地震学方法及其应用

基于背景噪声的地震方法发展迅速,已广泛应用于全球和区域地球内部结构研究、浅地表地质调查及油气田勘探开发.本文简要介绍了背景噪声的来源,回顾了噪声地震学的发展历程.给出了基于背景噪声的全波场和面波格林函数恢复的公式,较为详细综述了噪声源的分布和记录台站间距对格林函数恢复的影响.讨论了两台站互相关法和空间自相关法获取面波频散特性的区别与理论连接.对基于噪声的面波层析成像法、程函方程层析成像法、空间自相关法的原理进行了总结.介绍了噪声地震学方法在各领域特别是浅地表方面的应用现状.最后简要展望了噪声地震学的发展前景.     

MT探测居里面深度的可行性研究

居里面是地球内部铁磁性物质向顺磁性物质转换的界面,在温度略低于居里点时物质磁化率会快速升高,这被称为Hopkinsin峰.对于地球内部而言Hopkinsin峰是只有几百米至几公里厚的薄层,由于其与居里温度的关系,因此其底界面的深度可以作为居里面深度的估计.传统的居里面深度探测方法包括谱分析方法、等层模型方法和温度－深度剖面法.这些方法是人们研究地球内部热结构和居里面深度的重要手段,但是谱分析和等层模型的结果均有一些固有的缺点,如横向分辨率太低等;而地热方程的结果则受地表因素影响十分严重,并且地球内部的热源分布也不是十分清楚,这导致了其结果是不可靠的.本文提出用MT方法探测居里面深度,通过对几种简单一维模型进行的正反演数值试验,论证了该方法的可行性.结果表明,用MT方法研究居里面性质,不但可以得到居里面深度,还可以得到居里面顶部Hopkinsin峰所对应介质的电学和磁学性质,但必须同时反演岩层的电阻率和磁导率,才能获得较为可靠的居里面深度估计.     

岩石圈和上地幔的热—化学结构概率反演——以LitMod1D为例

本文介绍了一种一维联合多种地球物理数据的概率反演方法 Lit Mod1D的基本原理及应用。该联合反演方法结合了地球物理学与岩石学的正演模拟,将岩石学、矿物物理学、地球化学、以及地球物理学等观测数据限定在一个自适应的热—动力学框架下,通过解热传导、热力学、重力势、流变学和地壳均衡等方程,获得岩石圈及上地幔深部(地表到410 km不连续面)的热、组分及地震波速度等结构。Lit Mod1D基于贝叶斯框架进行反演,使用马尔可夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)随机搜索方法,最终得到的岩石圈及上地幔深部的热—化学结构不仅能够很好的拟合各种地球物理数据,同时,由于不同的地球物理观测数据对于不同深度的组分或/和热结构异常有着不同的敏感度,因此相比于单独反演降低了反演的不确定性。我们选取了华北克拉通的阳原和狼山测点作为介绍该方法的应用实例,其中克拉通东部的阳原测点之下显示了一个热的、薄的岩石圈地幔,而西部的狼山测点则显示了一个冷的、相对较厚的岩石圈地幔,对应了华北克拉通岩石圈地幔减薄的空间变化。反演的Mg#值与相应地区的捕虏体有很好的一致性,两处均不存在亏损岩石圈地幔,说明其岩石圈地幔已被新生饱满地幔置换了。     

南岭-武夷交汇区的深部背景及地壳泊松比

为研究南岭-武夷交汇区深部动力学过程提供深部背景资料和科学依据,本文利用远震P波接收函数H-κ叠加和共转换点（CCP）叠加两种方法获取了研究区66个宽频带流动台站及24个固定台站下方的地壳厚度、泊松比和Moho面起伏形态,揭示了扬子地块与华夏地块地壳结构及泊松比变化特征,给出了南岭和武夷之间一条莫霍凸起带的高分辨图像.
结果显示：（1）研究区内地壳厚度平均值为31.2 km,泊松比平均值为0.23,总体呈现薄地壳、低泊松比的特点.地壳厚度从西北往东南由厚变薄,与区域地壳伸展特征相一致.（2）在韶关-赣州-吉安-南昌一线存在条带状薄地壳结构,平均值为28 km,呈南西-北东向展布,对应的泊松比值略微升高.推测地壳减薄带的形成可能与来自南海方向的地幔热流上涌有关.（3）江南造山带的泊松比整体偏低,存在两处平均值小于0.21的区域.华夏地块内地壳厚度与泊松比之间存在弱的负相关,表示随着地壳厚度的增大,铁镁质的下地壳厚度在整个地壳厚度中所占的比例减小.     

西准噶尔地区地震背景噪声源分析

西准噶尔是我国大陆远离海岸带最远的地区.利用频率域聚束(或称f-κ分析)方法对布设在西准噶尔地区的两个不同尺度的三分量宽频地震台阵61天和31天的连续记录分别进行了低、高频背景噪声源分析.通过台阵响应函数的计算,确定了分析背景噪声源的最佳频带范围分别为0.04~0.1 Hz和0.5~3 Hz.对于低频背景噪声,分析了初次地脉动的震源,结果说明西准噶尔大尺度台阵(WJLA)在观测时间范围内可以接收到来自亚欧大陆周边几个海洋活动强烈的海岸带的背景噪声,尤其以来自北太平洋西海岸带和北大西洋东海岸带的信号最强.通过分析由两个强温带气旋引起的北大西洋的海浪剧烈运动产生的地脉动信号,证明了这两个强温带气旋与北大西洋东海岸带相互作用的区域有所不同,并发现了当这两个强温带气旋结束后,该海域依然会在较长的一段时间内保持活跃状态.对于高频背景噪声,在1~2.5 Hz频带范围内有一个持续而稳定的噪声源,来自于西准噶尔小尺度台阵(WJSA)中心北偏东60°方向,主要由克拉玛依市区及附近的人类活动产生;除此之外,在较低频段有时还会在270°~300°方位产生一个能量相对更强的噪声源,其信号传播速度更快,分析认为该类震源为测区西北部的多个矿山的采矿活动.本项实验研究证明:即使在远离海岸带的我国西北部地区,背景噪声仍具有足够强的信号,但噪声来源存在强烈的方向性,因此在该地区利用背景噪声对地球内部进行成像时,需要考虑噪声源方位特性对成像的影响.