二氧化碳相变技术应用于新型震源研发的可行性研究

为了研究二氧化碳物理相变技术应用于新型震源研发的可行性,在地下成层性较好的某煤田地震测区,开展了利用二氧化碳相变技术激发地震波的野外人工震源激发-接收实验．并与传统炸药震源进行了对比．地震数据利用Aries2.66型垂直分量反射地震仪和PDS-2型三分量地震仪接收．根据实测地震数据,从野外地震记录震相识别,初至波传播距离分析,震源近场地震信号时频分析,CO_2相变激发震源子波提取和基于CO_2震源子波的地震初至波波形反演实验等多个方面,进行了关于CO_2相变激发技术能否产生地震波信号以及能否将其应用于新型震源研发的可行性研究．研究结果表明CO_2物理相变膨胀能够产生能量集中的地震波信号;在实验区地质条件和激发参量下地震记录中初至波的可识别的传播距离约为1km;震源近场地震信号的主频集中在8～13Hz;利用震源近场数据提取了CO_2震源子波;通过地震初至波波形反演实验认为这种震源子波能够应用于波形反演等方面的研究．因为CO_2相变激发具有绿色、环保、安全等方面的优点,若能进一步在激发能量、激发—延迟时间一致性等方面加以改进,该技术有望在城市隐伏活动断层探测、城市地下空间探测、煤矿高瓦斯环境人工地震勘探等领域发挥重要的作用．     

基于相似性重构低频数据的金属矿频域全波形反演

由于深部金属矿埋深和自身的复杂性,利用重、磁、电方法和一般的地震方法很难有效地对其进行高精度定位.全波形反演通过最小化模拟数据与观测数据的差异使深部金属矿的高精度探测成为可能,但全波形反演是一个局部优化过程,需要准确的低频数据作为起始,而这在一般的地震数据采集中难以做到.本文先在频域中使用伴随状态震源函数反演方法,通过震源附近的直达波能精确地反演出震源函数的形态.然后利用得到的高精度震源子波结合褶积与反褶积思想及相似性现象重构含有低频成分的自激自收数据.将该数据应用到全波形反演中,有效缓减了反演过程中出现的周波跳跃现象,并提高了模型反演的正确性.Marmousi模型和金属矿模型的数值模拟实验证明了新方法改善了在没有低频数据时的全波形反演结果,并有较好抗噪性.     

Target-level waveform inversion: a prospective application of the convolution-type representation for the acoustic wavefield

Nowadays, full-waveform inversion, based on fitting the measured surface data with modelled data, has become the preferred approach to recover detailed physical parameters from the subsurface. However, its application is computationally expensive for large inversion domains. Furthermore, when the subsurface has a complex geological setting, the inversion process requires an appropriate pre-conditioning scheme to retrieve the medium parameters for the desired target area in a reliable manner. One way of dealing with both aspects is by waveform inversion schemes in a target-oriented fashion. Therefore, we propose a prospective application of the convolution-type representation for the acoustic wavefield in the frequency–space domain formulated as a target-oriented waveform inversion method. Our approach aims at matching the observed and modelled upgoing wavefields at a target depth level in the subsurface, where the seismic wavefields, generated by sources distributed above this level, are available. The forward modelling is performed by combining the convolution-type representation for the acoustic wavefield with solving the two-way acoustic wave-equation in the frequency–space domain for the target area. We evaluate the effectiveness of our inversion method by comparing it with the full-domain full-waveform inversion process through some numerical examples using synthetic data from a horizontal well acquisition geometry, where the sources are located at the surface and the receivers are located along a horizontal well at the target level. Our proposed inversion method requires less computational effort and, for this particular acquisition, it has proven to provide more accurate estimates of the target zone below a complex overburden compared to both full-domain full-waveform inversion process and local full-waveform inversion after applying interferometry by multidimensional deconvolution to get local-impulse responses.     

日本Mw9.0强震的高频GPS形变波特征初探

利用高频GPS数据长基线双差精密定位技术,获取2011年3月日本Mw9.0强震近场和远场GPS连续参考站的瞬时动态形变。分析表明：距震源较近的IGS站（USUD）的同震动态形变水平方向幅度超过60 cm,震后水平形变达到30 cm;位于远场的GPS连续参考站（JLYJ）的动态形变,清晰地给出了地震面波引起的地表形变波形。对JLYJ站的谱分析表明,地震面波引起的动态形变周期为10～17 s,并出现了两次峰值,东西向和垂向上的动态位移量远大于北南向,说明JLYJ站的形变主要由Rayleigh波及其谐波所主导,Rayleigh波的传播速度为3.5 km/s,波长约50 km。     

多主频波场的时间阻尼全波形反演

低频成分缺失和地下速度强烈变化会导致严重的周期跳现象,是地震数据全波形反演的难题.通过对地震数据加时间阻尼和时间积分降主频处理,提出了一种可有效去除周期跳现象的多主频波场时间阻尼全波形反演方法.由浅到深的速度不准确会造成波形走时失配和走时失配的累积.浅部速度的准确反演可有效地减小深部波形走时失配与周期跳现象.对地震数据施加时间阻尼得到时间阻尼数据,利用不同阻尼值的时间阻尼地震数据实现由浅到深的全波形反演.低主频波场的周期跳现象相对高主频波场的要弱.对地震波场进行不同阶的时间积分以得到不同主频的波场,把低主频波场的全波形反演结果作为高主频波场全波形反演的初始模型.应用缺失4 Hz以下频谱成分的二维盐丘模型合成数据验证所提出的全波形反演方法的正确性和有效性,数值试验结果显示多主频波场的时间阻尼全波形反演方法对缺失低频成分地震数据和地下速度强烈变化具有很好的适应性.     

基于Hinge损失函数的垂向全变差约束全波形反演

全波形反演可以为叠前深度偏移成像提供更高精度的速度模型,但该方法具有较强的非线性,对初始速度模型的依赖性较强,尤其是在实际应用中,地质条件复杂多变,速度变化不连续,增加了反演非线性程度,常常使反演陷入局部极小值,影响反演的精度.全变差约束在图像去噪领域应用广泛,属于非光滑约束,在去噪过程中能有效的保留图像的不连续界面和边缘信息.本文提出基于Hinge损失函数的垂向全变差约束全波形反演方法,在全变差约束的基础上,利用Hinge损失函数控制模型的更新方向,并使用原-对偶混合梯度算法进行求解,给出这一优化问题的迭代格式,有效提高了对地下不连续界面的重构精度,同时也降低反演对初始速度模型的依赖程度.数值算例证明：与常规全波形反演方法相比,基于全变差约束的全波形反演方法可以有效的重构速度模型中的不连续界面,尤其对高速体边缘的重构效果更明显,但该方法对初始速度模型的依赖性仍然较强;基于Hinge损失函数的垂向全变差约束全波形反演方法降低了对初始速度模型的依赖程度,可以从一个较差的初始模型通过循环迭代的方式最终得到同样精确的速度模型,较好的重构了高速体边缘和不连续界面.     

基于自适应非稳态相位校正的时频域多尺度全波形反演

本文提出非稳态相位校正时频域目标函数,通过缩小观测数据与模拟数据在波形相位上的差异来缓解全波形反演过程中对应波形匹配错位的问题（周波跳跃）.同时引入自适应相位校正因子,可以根据观测数据与模拟数据的差异来调整相位校正量的大小.在构建非稳态相位校正时频域全波形反演目标函数的基础上,利用链式法则详细推导了对应的伴随震源,并从理论上证明了该方法的可行性与优越性.数值测试过程中结合了低通滤波多尺度反演策略,进一步缓解全波形反演过程中的强非线性问题.缺失低频分量测试结果表明,利用自适应非稳态相位校正时频域多尺度全波形反演方法结合常规全波形反演方法在缺失7 Hz以下低频分量的地震数据中仍然能够得到高精度的反演结果.震源不准确测试结果表明,即使震源子波相位差异较大,利用非稳态相位校正方法仍然能够一定程度上缓解周波跳跃现象.测试结果综合证明了本文提出的方法在构建初始速度建模,缓解周波跳跃等方面具有一定的优势.     

Complex dynamics of repeating and river-blocking landslides in Jiangda during 2018

Two large landslides successively blocked the Jinsha River at the same location in Jiangda Village on October 10 and November 3,2018,respectively.The dynamic processes and possible interactions of the two landslides need to be studied to better understand the physical processes involved,and to provide information on future disaster mitigation.We investigated their force histories and sliding directions by inverting regional broadband seismograms.The scale of the October landslide was approximately three times that of the November event.The October event revealed a particularly strong deceleration force,which may have been caused by a collision between the sliding mass and ground surface.In contrast,the November event had a relatively weaker deceleration force,indicating that it may have been gradually stopped by the landslide dam formed during the October landslide.The sliding directions of the two landslides differed significantly in terms of both horizontal and vertical directions,indicating a change in their sliding surfaces.We conclude that unconsolidated materials at the top of the October landslide continued sliding along a curved slope during the November event.From our seismic models of dynamic processes,both the October landslide and local background may have affected and even changed a subsequent landslide's mechanism.     

准噶尔盆地北三台凸起新近系含铀砂层分布预测

通过对准噶尔盆地北三台凸起油气钻井的录、测井等资料分析发现,在新近系沙湾组底部发育一套异常高自然伽马砂砾岩,其中B311 井GR值最高达1 732.58 API,预示该区具有良好铀资源勘探前景.为准确预测该区含铀砂岩分布,通过精细的合成记录标定,对该含铀砂层提取地震属性.通过多属性融合与分析,预测含铀砂层平面分布,进而...     

粗粒混合钠盐盐渍土的地质雷达探测适用性研究

为了研究粗粒混合钠盐盐渍土的地质雷达探测适用性,在室内制作了2×1.0×1.5m的人工模型箱,通过人工配制的方式调配了4组具有不同含水率和含盐量的模型填土;采用900MHz的屏蔽式天线对模型填土进行探测并由此获得相应的探测图像,通过图像特征对探测适用性进行初步判定;为了对初步判定进行验证,以西安市杨凌北部黄土台塬区为实验场地进行现场探测,综合分析表明：含水率是影响探测适用性的主要因素,当含水率大于35%时,不论含盐量多少,探测图像模糊不清,均具有“斑点状”特征,难以进行有效判读,且回波主频集中,主频不超过中心频率的1/3,低频特征明显;当含水率低于20%时,含盐量的增加会显著提高电磁反射的强度,探测图像反射明显,图像清晰可见,可判性良好。研究内容能为粗粒混合钠盐盐渍土的地质雷达现场探测提供相关参考。