中国水文、工程、环境物探的回顾和展望

回顾了我国水文、工程和环境物探近50年的历史，简介了我国水文、工程、环境物探发展的四个阶段．重点论述了我国能源、交通和城市工程物探在电力、铁路、水利建设以及海洋平台工程建设等领域内取得的重大成就；介绍了水资源和地热物探在农业、工业和城市建设中的重要贡献；分析了我国水文、工程、环境物探的技术进步；最后提出了发展方向．     

冲绳海槽地区地壳结构与岩石层性质研究

用冲绳海槽地区地质、地球物理、地球化学数据与资料，对横跨大陆边缘—大洋板块的中国东部—冲绳海槽—琉球岛弧地区进行综合研究. 根据地震体波、面波成像结果，空间与布格重力异常及磁力异常的综合解释等结果，利用调和系数法对该研究区的地壳厚度进行了计算，并对地壳属性进行分析. 同时，选择中国东部东北地区的宽甸、华北地区的汉诺坝、华南的闵溪和台湾海峡的澎湖列岛与冲绳海槽和日本岛弧的新生代玄武岩开展元素—同位素对比研究. 结果认为冲绳海槽岩石层明显减薄，上地幔低速层已达到莫霍面，在地幔中已形成交代软流层. 元素—同位素研究表明：它不同于中国东部，与琉球岛弧地区的特点也不相同. 综合分析认为：冲绳海槽地壳属于过渡型地壳，与大洋地壳的许多特点颇为相似.     

JW-5型地下电磁波系统设计

JW-5地下电磁波系统是一种新型设备,它由数据采集系统和数据处理系统组成.数据采集系统包括井中发射机、接收机和地面收录控制器;数据处理系统包括数据预处理、正反演和图形图像模块.文章介绍了其设计方案和性能,并给出了应用实例.     

华南壳幔结构与动力学的宽频地震观测研究

了解华南各岩石圈块体壳幔结构和各向异性方面的差异是揭示华南深部构造演化的基础。本文利用布设于华南的两条宽频地震测线观测数据,采用多种地震学方法对华南的地壳上地幔结构和各向异性进行了研究。接收函数结果表明,华南地区地壳厚度和岩石圈厚度都较薄,地壳厚度自东南沿海向西北内陆增厚,扬子克拉通的泊松比(波速比)低于华夏块体,表明扬子克拉通地壳较华夏块体更偏长英质。约北纬29°以北的扬子克拉通地幔转换带厚度明显增厚,可能是由地幔转换带底部停滞的冷的古太平洋板片或中生代克拉通碰撞残留造成的。层析成像结果显示华南上地幔具有很强的横向差异性,上地幔中的强烈低速异常体可能对应了晚中生代发生广泛岩浆作用时的岩浆房和岩浆通道。台湾下方的上地幔存在南北横向差异明显的高速异常,分别对应台湾南部向东俯冲的欧亚板块及台湾北部向北俯冲的菲律宾海板块。俯冲的欧亚板块在台湾南部是连续的,而在台湾中北部,由于与菲律宾海板块的相互作用,俯冲的欧亚板块被折断。剪切波分裂结果显示,以江绍断裂为界,华夏块体与扬子克拉通的岩石圈地幔各向异性存在明显的横向变化,表明两者的构造演化过程有显著差异。     

长白山火山下方地幔转换带中滞留的俯冲太平洋板块存在空缺吗?

针对近年来长白山火山下方地幔转换带中是否存在低波速异常指示的太平洋板块"空缺"而引起的不同科学认识的热烈辩论,本文主要回顾了我国东北地区地幔转换带的体波成像结果。使用相对走时残差的远震体波成像结果显示,长白山火山以西地幔转换带中存在低波速异常指示的太平洋板块"空缺";而使用绝对走时残差的区域成像和全球成像结果,尽管展示出长白山火山以西比以东略低的波速异常,但长白山火山以东至我国东北重力梯度带区域下方的地幔转换带均展示出明显的连续的高波速异常。在接收函数分析时,如果以全球平均值660km而非我国东北地区平均值670km作为基准,来分析660km间断面是抬升还是下沉;以全球平均值250km而非我国东北地区平均值260km作为基准,来分析地幔转换带是增厚还是减薄的话,则可以得到长白山火山以东至我国东北重力梯度带区域660km间断面下沉与地幔转换带增厚的认识。这种与绝对走时残差成像结果展示的地幔转换带为连续的高波速异常结果相一致的结果,说明太平洋板块俯冲前缘已由日本海沟抵达我国东北松辽盆地与大兴安岭交界处。结合高温高压实验、数值模拟与岩石地球化学研究结果,本文并不支持长白山火山以西的地幔转换带存在低波速异常指示的板块"空缺"和地幔转换带"减薄"的认识。长白山火山的深部起源与太平洋板块深俯冲至我国东北松辽盆地与大兴安岭交界处形成的"大地幔楔"结构动力学相关。     

孔—巷联合随采地震相关时差层析成像

煤矿井下回采工作面随采地震技术将采煤机作为震源,实现了动态精准、绿色智能探测的技术构想,可用于工作面内部静态地质异常体与开采动力地质灾害的超前探测。针对常规随采地震观测系统存在的成像盲区问题,提出孔–巷联合的随采地震观测系统设计方案,有效提高成像范围;基于地震干涉原理,采用频率域相关算法,对随采地震信号进行脉冲化处理,获得随采地震等效炮集;为解决随采地震CT层析成像中绝对走时难以获取的问题,提出直接利用相关时差进行CT层析成像的方法,求解过程中无需计算发震时刻,降低对初始速度的依赖。理论模型和实际资料测试结果表明:孔–巷联合观测系统有效扩大了成像范围;基于相关时差的随采地震层析成像方法可以对工作面内部进行速度成像,实现对静态地质异常体的探测;利用随采地震连续监测、动态成像的特点,还可实现对工作面内由于采动引起的应力集中区的实时动态监测,对工作面安全监测更有意义。      

迭代法井间地震衍射层析成像

从各向同性非均匀介质中弹性波波动方程出发，导出了在弱不均匀条件下，频率－波数域衍射场方程，给出了格林函数解析解。在电磁波地球物理层析成像数据合成的基础上，用类“体电流法（ＶＣＭ）”，将解析解线性化，得到未作Ｂｏｒｎ近似或Ｒｙｔｏｖ近似的衍射场数值解，便于计算合成数据。采用迭代法进行反演，每步迭代中，采用等比Ｎｅｕｍａｎｎ级数解；反问题用ＳＶＤ法求解，探讨了阻尼因子的取法。数值模型试验表明，这种算法是有效和成功的，成像的分辨率较高，对介质的均匀性要求有所降低，为实际应用创造了进一步条件。     

阿德朗达克-西魁北克地震带地壳三维速度结构成像

根据在阿德朗达克-西魁北克地震带及其邻近地区的59台短周期数字地震仪记录的直达P波走时观测值,用地震层析成像方法反演了该地区地壳三维速度结构.结果表明,地壳上层（0-5km）在阿德朗达克穹隆山的中南部地区出现正速度异常;第二层（5-10km）及第三层（10-15km）的速度横向变化较小,介质相对比较均匀;第四层（15-25km）出现显著的速度异常,一个是位于地震带中部的正速度异常（+4％）,它与布格重力正异常一致;另一个是位于阿德朗达克穹隆山下的负速度异常（-4％）.结合已有的地质及地球物理资料进行对比,可以认为阿德朗达克是一个正在发展的穹隆上升山,但其热源前锋尚未到达地面的大陆热点.     

层析成像新算法及其在工程检测上的应用

基于走时和振幅的层析成像反演涉及大型稀疏矩阵方程的求解，当矩阵严重病态时，目前流行的正交分解型迭代算法难以取得良好的成像效果．本文介绍一种改进的ＬＳ_ｑＲ算法，即带阻尼的ＬＳ_ｑＲ迭代算法，它应用在北京机场高速公路桥墩施工质量检测中，取得了良好的效果．