地球内部结构及物性研究的进展及问题

本文对近几年中国地球物理学家在地球内部结构和物质性质方面的研究工作进行总结.从地球内部结构的地震波速度成像,地幔介质的各向异性,地幔间断面及地幔介质物性进行了综述,指出在一些原有的研究领域,工作更加深入,方法更加先进,而且进行了广泛的国际合作,合作的范围也逐渐扩大,方式多样,并开拓了一些新的研究方向.在肯定我们近几年取得的一些新的进展的同时,也提出了地球内部结构研究中应进一步研究的问题.     

高分辨率非线性储层物性参数反演方法和应用

对于陆相沉积环境下的复杂隐蔽岩性储层,由于观测信息不准确,如信息重叠、信息缺失和噪音污染,以及岩石物理关系模糊等原因,储层横向预测存在不惟一性、不稳定性和不确定性.基于线性假定的常规储层横向预测技术已不适用于复杂隐蔽岩性储层的勘探.本文采用一种非线性储层岩性物性褶积模型,建立波阻抗与孔隙度/泥质含量的函数关系;通过多级结构分解和双向边沿子波检测来刻画复杂岩石物理关系;通过Caianiello褶积神经网络实现确定性反演、统计反演和非线性理论三者有机结合;最后联合应用基于逆算子的反演方法和基于正算子的重建算法实现了综合地质、测井和地震波阻抗信息进行高分辨率储层物性参数反演.非线性储层物性参数反演采用多井约束机制和分频反演方式,在陆相和近海油气勘探资料的实际应用中,取得了明显应用效果.     

2013年岷县—漳县MS6.6地震前水氡浓度的临界慢化现象研究

基于临界慢化理论, 以2013年7月22日甘肃岷县—漳县M_S6.6地震前南北构造带及邻区水氡浓度观测资料为例, 逐一计算了表征临界慢化现象的自相关系数和方差。 研究结果表明, 2013年岷县—漳县M_S6.6地震前, 10个台点水氡浓度资料表现出较明显的临界慢化现象, 且出现慢化现象的观测点空间分布具有一定丛集性, 慢化持续时间呈现出由南向北迁移的特征。 综合分析认为, 临界慢化方法可以有效识别水氡资料蕴含的慢化信息, 这些早期异常信号对判定前兆异常所处阶段以及深入理解前兆资料变化的物理内涵具有重要的科学意义。     

高烈度地震区岩土体边坡崩塌动力学特性研究

"5·12"汶川特大地震引发的次生山地灾害中以山体崩塌数量最多.本文在对国道213线都江堰至映秀段以及水磨支线公路边坡地震崩塌调查研究的基础上,分析总结了岩土体边坡的崩塌成灾模式、崩塌作用机理以及崩塌自组织临界(SOC)动力学特性.调查范围包括Ⅸ～Ⅺ度地震区,工点105个.对崩塌体方量、崩塌深度进行统计分析后发现,在Ⅸ度区崩塌体方量和崩塌深度都符合负幂律分布,呈现出明显的自组织临界动力学特性;而Ⅹ、Ⅺ度地震区不呈现该崩塌特性,其崩塌动力学性质受地震的强扰作用控制.     

震源动力学破裂过程数值模拟研究

首先阐述了震源动力学过程研究的重要意义, 在此基础上, 研究了复杂的断层几何形态及介质模型对动力学破裂过程的影响, 并对常用的有限元方法、 离散元方法、 有限差分方法和边界积分方程方法等进行了相应介绍. 讨论了这些数值模拟方法各自的优缺点, 建议在方法的选择上应视具体问题及计算的精度而定. 最后对动力学数值模拟的关键部分, 滑动摩擦准则进行了论述. 常用的滑动摩擦准则有滑动弱化准则、 速率弱化准则和速率-状态依赖摩擦准则. 在单纯考虑某个地震的动力学破裂传播过程时, 滑动弱化准则较为常用, 其中滑动弱化距离的选取至关重要. 但若考虑整个地震循环, 速率-状态依赖摩擦准则更为合适.      

新疆2次中强地震前的临界慢化现象研究

以2011年尼勒克、巩留交界6.0级和新源、和静交界6.6级地震为例,研究了2次地震前周边的形变和流体资料的临界慢化现象。首先,用小波变换方法对观测资料进行了预处理,然后计算了临界慢化现象的预警指标,方差和自相关系数,进而总结了2次6级地震发生前观测资料的临界慢化现象特征。结果表明,2次6级地震前出现了临界慢化现象。     

塔里木北部地区岩石物性参数测试和区域层滑系统的确定

为了定量地研究塔里木北部地区区域的层次结构．拆离构造，特别是同油气地质、圈闭构造密切相关的沉积盖层中的层滑倾滑和推覆滑覆等各种构造的形成机制，对该区沉积盖层进行了较系统的岩石物性和岩石力学标本采集和测试（包括三轴参照实验）．依其参数结构特点和地质、物探资料，划分出４套７层区域性层滑系统，并与研究程度较高的中、下扬子区的物性参数、岩性组合和构造特征进行综合对比．最后还进一步阐明了塔里木北部地区特征的前列式冲断构造和含油气局部构造等，均受到这７层区域层滑系统的制约．     

临界转换的早期预警信号

从生态系统到金融市场和气候在内的很多复杂动力系统,都会有临界点,在这样的点上系统可能会发生突变,从而演变到一个对立的动力模式上。在这样的临界点到达之前对其进行预测极为困难,但是现在,不同科学领域的研究工作表明,普遍性的早期预警信号有迹可循。对一系列不同类型的系统来说,这些信号会指示是否正在趋近一个临界阈值。     

长偶极大功率可控源激励下目标体电性参数的频率响应

利用三维（3D）全空间积分方程准线性解作为数值模拟手段,对包含电离层、大气层和地球介质层的“地-电离层”典型异常目标体多层介质模型进行了数值模拟,得到了偶极源长度100 km、电流200 A、收发距离远达1600 km的合理的异常电性目标体的电阻率-频率响应结果.通过对不同埋深异常目标体的电阻率-频率特征的讨论,认为当考虑电离层和大气层的“地-电离层”大尺度深层横向不均匀复杂介质模拟时,电磁场对深部目标体仍有很好的异常响应,但当异常体电阻率及同一电阻率的岩石埋深不同时,其电阻率-频率的响应特征有很大不同,这正反映了不同岩石物性参数的电阻率-频率响应特征.文中结果表明从长偶极大功率源（WEM）激励的电磁场观测资料区分岩石的电阻率参数是可能的,这为利用WEM观测资料建立电性参数和岩石/地层参数经验关系奠定了基础.