基于背景噪声互相关技术的海底地震仪的时钟校正方法在西南印度洋脊的应用

Seismic monitoring using ocean bottom seismometers(OBS) is an efficient method for investigating earthquakes in mid-ocean ridge far away from land. Clock synchronization among the OBSs is difficult without direct communication because electromagnetic signals cannot propagate efficiently in water. Time correction can be estimated through global positioning system(GPS) synchronization if clock drift is linear before and after the deployment. However, some OBSs in the experiments at the southwest Indian ridge(SWIR) on the Chinese DY125-34 cruise had not been re-synchronized from GPS after recovery. So we attempted to estimate clock drift between each station pairs using time symmetry analysis(TSA) based on ambient noise cross-correlation. We tested the feasibility of the TSA method by analyzing daily noise cross-correlation functions(NCFs) that extract from the data of another OBS experiment on the Chinese DY125-40 cruise with known clock drift and the same deployment site. The results suggest that the NCFs' travel time of surface wave between any two stations are symmetrical and have an opposite growing direction with the date. The influence of different band-pass filters,different components and different normalized methods was discussed. The TSA method appeared to be optimal for the hydrophone data within the period band of 2–5 s in dozens of km-scale interstation distances. A significant clock drift of ~2 s was estimated between OBSs sets through linear regression during a 108-d deployment on the Chinese cruise DY125-34. Time correction of the OBS by the ambient noise cross-correlation was demonstrated as a practical approach with the appropriate parameters in case of no GPS re-synchronization.     

南海南部海底地震仪试验及初步结果

采用德国SedisIV型海底地震仪(OBS)和中国科学院地质与地球物理研究所自主研发的OBS,以4×24.5L的大容量气枪阵列为震源,于2009年4～6月在南海南部开展了OBS试验,获得了两条勘测线,其中OBS2009-1测线(剖面1)从南海西南次海盆南部陆缘延伸到海盆中央,另一条OBS2009-2测线(剖面2)穿过礼乐滩东部向西北延伸进入海盆。由剖面2的14台OBS采集的广角地震反射、折射勘测地震数据可知,此次试验,OBS地震记录清晰、震相丰富,所使用的气枪有足够的能量输出,显示了其良好的工作能力,是一次比较成功的地震勘测。数据初步处理和初至波层析成像结果表明,礼乐滩地块的基底较高,很有可能与南海北部陆缘存在共轭关系,但与南海北部陆缘不同的是,北部陆缘有较厚的沉积层覆盖,而礼乐滩块体上的沉积层很薄;东部次海盆地壳明显被拉薄,海盆内的地壳也很薄,莫霍面埋深较浅。     

链式海底地震仪节点结构设计与试验

海底地震仪是一种重要的海洋地震观测设备。针对中国近岸浅海洋流噪声大和人类活动频繁的特点,提出链式地震观测方式并对链式海底地震仪节点进行机械结构设计。首先根据内部构件尺寸与布局对地震仪节点整体结构进行设计;然后通过理论计算与有限元仿真方式确定地震仪节点仓体的壳体厚度、端盖厚度和密封尺寸;最后通过压力试验验证所设计的地震仪节点结构的耐压和水密性能符合要求,通过地震观测对比试验验证其接收天然地震的能力。此链式海底地震仪未来将应用于浙江近海的实际地震观测,提供实时连续的地震观测数据。     

一次成功的应力预测地震

在冰岛成功地“应力预测”了１次５级地震,做法是根据Ｓ波分裂的时间延迟变化来估计地震的时间和强度,即估计在受应力作用的体积（也是地震释放应变的体积）内微裂隙在应力作用下达到破裂临界点的和强度。当地的研究提供了大致的震中位置。本文叙述了应力预测依据的准则。     

南海西南次海盆与南沙地块的OBS探测和地壳结构

跨越南海西南次海盆南部陆缘和南沙地块中部的OBS973-1测线是南海南部首次采集的海底地震仪(OBS)广角反射与折射深地震测线,本文通过震相分析和走时正演拟合,获得了沿测线的二维纵波速度结构模型.模拟结果显示表层沉积物速度2.5～4.5 km/s,厚度1000～3000m,局部基底面起伏较大.结晶基底的速度从顶部的4....     

穿越南沙礼乐滩的海底地震仪广角地震试验

本文对穿越礼乐滩东北部向西北方向延伸进入中央海盆长369 km的广角地震剖面OBS973-2进行了反演研究,以期了解南海南部陆缘的地壳结构,同时探讨南、北陆缘的共轭问题.结果表明OBS973-2剖面的速度模型中三个沉积层的速度分别为1.8～2.0 km/s、2.0～2.7 km/s和3.5～4.0 km/s;沿剖面沉积...     

海底地震仪(OBS)主动源转换横波的应用

横波（S波）为偏振波,具有不同于纵波（P波）的特性,对于地震探测具有特殊的意义.在被动源地震探测中已得到广泛的应用,如接收函数、S波分裂等.在主动源（气枪）海底地震（OBS）探测中,震源在水中,S波为地层转换波,其应用还不多.本文在介绍转换S波的产生、模式、处理和识别的基础上,以实例为切入点简述其具体应用.这些应用主要是基于1D/2D转换S波,用于揭示海底岩石类型、推断地壳性质、共轭陆缘问题、判定地幔蛇纹石化、估算天然气水合物的饱和度和预测流体等.目前在南海已获得了大量的2D和3D的OBS转换S波数据,可将转换S波的研究逐步从2D发展到3D研究,同时结合其他地球物理资料进行共同分析.利用转换S波的研究,有利于揭示南海扩张停止后形成的海山下不同地层的岩性和判定上地幔低速的性质等.      

纳土纳(Natuna)地震台建设及初步结果

简述了在南海纳土纳岛(Natuna Islands)建设地震台站的意义和设备.用获得的首批观测资料,分别采用接收函数方法和ScS波分裂技术反演了纳土纳地震台下面地壳的S波速度结构和各向异性参数.结果表明纳土纳地震台下方地壳厚度约28 km,为典型的陆壳性质,上地幔40～50 km为低速层.纳土纳的地壳快波方向为S62°E,与GPS测量的亚洲南部巽他块体的地壳运动方向一致.     

西南印度洋洋中脊热液A区海底地震仪数据处理初步成果

在西南印度洋热液活动A区(49°39′E)开展的三维海底地震仪(OBS)探测实验为研究该区域的深部地壳/上地幔结构提供了重要基础,而OBS数据处理是获取研究区三维速度结构的基础环节。文章介绍了此次实验中所用的3种不同类型OBS(国产、法国和德国OBS)的数据处理流程,包括地震数据解编处理、截裁处理和地震信号的可视化处理;并以第2790炮为例分析了3种类型OBS记录数据的波形和频谱特征。结果表明,由于受不同类型OBS的频带、传感器和拾震器等影响,国产与法国OBS都能记录到长周期和短周期噪音,而德国OBS只记录到短周期噪音;但经带通滤波后,3种类型OBS都能够很好地压制噪音,突出有用的气枪信号;对比3种类型OBS(分别以OBS04、OBS08和OBS23为例)沿主测线X1X2的综合记录剖面,发现3种类型OBS都能够记录到多组清晰可靠的P波震相,如直达水波、Pg、PmP和Pn震相,为下一步A区的三维层析成像奠定了坚实数据基础。     

洋中脊构造及地震调查现状

介绍了洋中脊的全球分布和构造特征,对全球主要的、不同扩张速率的洋中脊进行了分类和列表描述;对洋中脊的构造特征,如地形特征、地壳厚度与扩张速率的关系及扩张轴下的岩浆房的特征、洋中脊与地幔柱的相互作用进行了阐述。回顾了海底地震仪在洋中脊构造调查中的应用及取得的主要成果。简要介绍了我国将用海底地震仪开展洋中脊构造调查的技术路线。