利用双差成像方法反演青藏高原东北缘及其邻区地壳速度结构

利用区域尺度双差层析成像方法,使用2009年1月至2017年2月的近震资料,对青藏高原东北缘及其邻区内记录到的地震事件进行震源位置和三维速度结构的联合反演.重新定位后震源空间位置得到明显改善,浅层的地震波速与地形和沉积层厚度对应较好,研究区地震主要发生在河西走廊过渡带的低泊松比区域.本文将研究区分为五个区域并分别对其层析成像结果进行了讨论,结果显示研究区不同地块之间地壳结构变化明显,地壳物质整体呈酸性,青藏高原东北缘地壳增厚可能主要发生在中下地壳.     

秦岭-大别及邻区背景噪声的瑞利波层析成像

秦岭—大别造山带西起青藏高原东北缘,东至郯庐断裂带,是华北板块和扬子板块之间的碰撞造山带.本文收集陕、豫、皖、赣、湘、鄂、渝等区域地震台网的160个宽频带地震台站连续两年地震背景噪声数据,用双台站互相关算法获得瑞利面波经验格林函数,提取相速度频散曲线,并根据面波层析成像反演得到秦岭—大别及邻区周期8~35 s范围内相速度分布图像.结果显示,大别地块在14 s相速度分布图中呈现低速异常,与8 s相速度分布图中的高速异常形成鲜明对比,反映大别HP/UHP(high pressure/ultrahigh pressure metamorphic rocks,高压/超高压变质岩)的影响仅存在于上地壳.25 s相速度图中,大致以太行一武陵重力梯度带为界,东部以高速异常为主,西部以低速异常为主,反映了地壳东薄西厚的结构特征.14~35 s相速度分布图显示郯庐断裂带南段东西两侧的显著差异,佐证了郯庐断裂带发生大规模左行平移运动时,其南段可能切入壳幔边界.同时,郯庐断裂带南段可能存在一个热物质上涌的通道,熔融的热物质通过该通道上升,混入大别地区的中下地壳,造成了红安一大别造山带的差异隆升.南秦岭与四川盆地东北部表现为低速异常,是否与青藏高原物质东流或者南秦岭的拆沉有关,还有待于进一步深入研究.     

2016年青海门源MS6.4地震重定位

利用中国地震科学台阵探测项目中部分台站和青海、甘肃地震台网的观测资料,选取最佳速度模型,利用逆时成像技术对2016年1月21日青海门源M_S6.4地震的起始破裂点和震源中心进行成像分析.结果表明:门源地震的发震时刻为北京时间2016年1月21日1时13分11 s,起始破裂点位于 (37.67°N,101.61°E),震源深度为9.41 km;震源中心的位置变迁可以分为1—6 s和7—10 s两个阶段,且均基本位于倾角约75°、倾向NE的斜面附近.根据震源中心的迁移特征,推测走向为335°,倾角为56°,滑动角为97°的节面为门源地震的破裂面.结合该地震滑动角较大及高倾角逆冲构造的活动特征,认为门源M_S6.4地震应为冷龙岭北侧高倾角次级逆断层活动的结果.      

衰减干涉假象的海洋一次波与多次波同时成像方法

海水与空气间的强波阻抗差使得海洋地震资料普遍发育自由表面相关多次波,如何利用好多次波所携带的有效信息已成为提高海洋地震资料成像品质的新突破点.基于面炮偏移的一次波与多次波同时成像方法能够避免多次波预测精度的影响,但是,正向传播的震源子波与反向延拓的自由表面相关多次波所产生的干涉假象严重制约了该技术的应用,本文提出了一种基于单程波偏移算子,可在成像域压制干涉假象的一次波与多次波同时成像方法.其中包含了三个步骤:第一,传统单程波偏移成像方法中的震源子波替换为一次波、多次波与震源子波,初始上行延拓波场为一次波与多次波,基于单程波算子的波场延拓与互相关成像条件的应用得到包含干涉假象的一次波与多次波同时成像;第二,以子波为震源,自由表面相关多次波为记录,按照传统单程波偏移成像方法得到干涉假象;第三,基于最小二乘匹配滤波算法,将第一步的成像结果与第二步的干涉假象进行匹配相减,得到干涉假象衰减后的一次波与多次波同时成像,避开了由于实际资料子波无法准确提取而造成一次波与多次波对成像能量级的不一致性.Sigsbee2B模型测试验证了本方法的有效性,并在我国某探区深海实际资料处理中得到了成功应用,深层基底得到了清晰刻画,并且照明均衡度明显改善.     

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.     

全张量磁梯度数据解释的均衡边界识别及深度成像技术

全张量磁梯度数据具有高精度、高分辨率、多参量的优点,能更加清晰地刻画地质体的分布特征,综合利用磁张量梯度数据准确地获得地质体水平位置和深度信息是解释的主要目的.磁张量数据的方向解析信号具有减小倾斜磁化干扰的优点,常被用来圈定磁源体的水平位置,但解析信号强度随着地质体埋深的增加急剧衰减,难以有效识别较深的地质体.张量数据均衡边界识别技术,利用不同方向解析信号的比值函数,能有效地均衡不同深度地质体的响应,同时显示不同深度地质体的边界,提高了对较深地质体的分辨率.磁张量数据深度成像技术根据实测张量数据与假定模型张量数据的相关系数来给定地质体的深度,综合利用多参量数据联合反演提高了反演结果的准确性,且无需进行复杂的反演运算,是大数据量张量数据解释的有效方法.理论模型试验证明：磁张量数据均衡边界识别技术可清晰和准确地识别地质体的水平范围,受倾斜磁化干扰小;磁张量数据深度成像技术可准确地获得地质体的深度信息,具有较强的抗噪性.将上述方法应用于铁矿区实测航磁张量梯度数据解释,获得了铁矿体水平分布与埋深,深度结果与张量欧拉反褶积法计算结果一致.     

基于纵横波解耦的三维弹性波逆时偏移

纵横波波场分离是弹性波偏移方法的必要条件,通过纵横波成像的差异可以获取更多地下介质的信息.目前所用的纵横波波场分离方法多采用Helmholtz分解,这样得到的波场不仅物理意义发生了变化,振幅和相位也会发生改变.本文采用纵横波解耦的弹性波方程,将其应用于三维介质,对比分析了纵横波解耦方法相对传统Helmholtz分解方法在相位、振幅上的优势.将该解耦的波场分离方法应用于弹性波逆时偏移,能得到相位、振幅和物理意义不受改变的偏移结果.但是该解耦方法分离得到的纵横波波场均为矢量场,将该波场分离方法用于弹性波逆时偏移,还需要解决矢量场如何得到标量成像结果的问题.本文引入了Poynting矢量,通过Poynting矢量对矢量波场进行标量化,这样就能得到保振幅、相位,且无极性反转的标量PP和PS成像结果.同时针对S波Poynting矢量求取不准确的问题,采用拟S波应力场和S波速度场得到了更加准确的S波Poynting矢量.理论计算证明了本文采用的3D波场解耦的矢量波场分离方法的正确性和引入Poynting矢量对矢量波场进行标量成像的有效性.     

实验性急性肺栓塞双源CT双能量肺灌注成像与CTPA的对照研究

目的:探讨CT双能量肺灌注成像(DEPI)与CT肺动脉成像(CTPA)在诊断急性肺栓塞敏感性和特异性上的差异以及CTPA联合DEPI诊断急性肺栓塞的价值。方法:在22只新西兰兔中,实验组20只经耳缘静脉入路注射明胶海绵制成急性肺栓塞模型;对照组2只经耳缘静脉注入生理盐水。栓塞后2小时行CTPA检查及双源CT双能量肺灌注扫描。扫描完毕,处死新西兰兔,行大体解剖及镜下切片观察。以病理为金标准,观察CTPA联合DEPI诊断急性肺栓塞的准确性。结果:对照组CTPA显示肺动脉血管通畅,未见充盈缺损,DEPI图像表现为大致均匀的黄红色伪彩;实验组栓塞后CTPA可见新西兰兔部分段、亚段肺动脉对应肺组织呈磨玻璃、肺纹理稀疏及马赛克改变,栓塞区域灌注图像显示为蓝色或黑色的灌注缺损或者不均匀灌注。病理检查发现亚段以下细小肺动脉栓子,CTPA未发现血管充盈缺损,而DEPI表现为与周围正常灌注区域颜色稍不均匀,呈伪彩图像表现。CTPA及DEPI诊断肺栓塞的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为97.22%,98.65%,97.22%,98.65%;97.37%,95.83%,92.50%,98.57%。结论:DEPI对于急性肺栓塞的检出率具有较高敏感度;CTPA联合DEPI可提高急性肺栓塞的诊断率。      

高分辨MRI双重造影结合DWI对直肠癌术前分期的研究

目的:采用高分辨率小FOV双重造影结合DWI扫描技术,探讨磁共振成像(MRI)对直肠癌术前分期的意义。方法:收集2013年1月至2016年1月直肠癌的病例250例,综合所有序列对直肠癌病灶进行术前MRI-TN分期,评估直肠系膜筋膜和环周切缘是否累及,并与手术病理结果进行对照分析。结果:MRI T分期准确率为88.8%(222/250),MRI诊断直肠癌各T分期的准确率、敏感性、特异性、阳性预测值及阴性预测值与术后病理T分期的一致性较好,Kappa值=0.712,P=0.000。N分期准确率为75.6%(189/250),MRI诊断各N分期的准确率、敏感性、特异性、阳性预测值及阴性预测值,与术后病理的一致性为中度一致,Kappa值=0.623,P=0.000。环周切缘准确率为97.6%(58/52)。敏感性100%、特异性97.0%、阳性预测值及阴性预测值分别为89.7%、100%。结论:1薄层、小FOV高分辨率MRI双重造影结合DWI可以多参数、多角度对直肠癌术前T分期做出准确的分期,对N分期做出较准确分期。2 MRI可以对环周切缘有无累及进行准确的预测。3矢状位能准确测量肿瘤下缘距肛缘的距离,为术前评估是否保肛提供直观信息。      

脑皮质层状坏死的影像学表现

目的:分析脑皮质层状坏死(CLN)的影像学表现特点,提高诊断及鉴别诊断能力。方法:回顾性分析2015年1月至2016年11月经CT及MRI随访诊断的77例CLN患者的临床影像学资料,总结其病因及影像表现特点。77例CLN患者中男45例,女32例,年龄24~88岁(平均66.53±3.1岁)。本组均行MRI检查,71例同时行CT检查,均有3次以上影像学检查资料(平均3.8次),随访复查时间20d~18m(平均2.3月)。结果:77例中脑梗死58例,创伤性颅脑损伤9例,自发性脑出血5例,脑肿瘤术后4例,缺血缺氧性脑病1例。77例中累及双侧大脑半球者3例,单侧大脑半球病变74例。单个脑叶受累28例,两个脑叶受累35例,多个脑叶受累14例。影像学随访可见病灶侧皮层弥漫性或局灶性萎缩,皮质表面线状或沿脑回走行的CT平扫高密度及MRI T1WI高信号,部分病灶可深达基底节区或海马区。结论:CLN病因复杂多样,影像学随访中CT平扫脑皮质出现脑回状高密度影及MRI上T1WI脑回状高信号,结合临床病史可做出准确诊断。