小尺度散射体稀疏最小二乘逆时偏移方法研究

地震勘探方法在深部固体矿产资源勘探中发展潜力巨大,同时也面临挑战.由于固体矿产资源地下分布呈现陡峭构造、尺度小,物性差异小的特点,常规偏移方法对小尺度矿体成像的分辨率提高有限.本文研究了一种基于稀疏促进约束的最小二乘逆时偏移方法.首先,将非均匀分布的矿体等效为随机介质,建立小尺度扰动的矿体模型;其次,改进现有最小二乘偏移方法,以稀疏模型为先验信息约束成像结果,并通过Curvelet变换压缩成像空间,经过多次迭代计算,可以提高小尺度散射体的成像分辨率;再次,对炮域记录进行随机震源编码,减少成像所需的炮集个数,通过稀疏促进约束条件,降低串扰噪声引起的成像误差.通过庐枞金属矿模型数值计算,验证本文方法可以较好的成像包含小尺度散射体的金属矿地质模型.

     

射线类偏移成像中的模型平滑处理研究

本文从能量泛函的角度着手,基于速度梯度,采用最速下降法推导了基于偏微分方程的速度模型平滑公式,用于解决射线类偏移成像过程当中速度模型的平滑处理问题.同时针对偏微分方程速度模型平滑系数中阈值k的选取对速度模型空间结构的影响,在简单的高速体速度模型上分析了不同k值的选取对原始速度模型空间结构的改变,并通过射线路径和时间场的对比分析证明偏微分方程速度模型平滑处理相对于卷积算子平滑的优越性.最后通过在Marmousi、Sigsbee 2A原始速度模型以及平滑处理后的速度模型上的成像结果分析验证偏微分方程模型平滑的有效性.

     

板块俯冲中水分运移过程及其地球物理含义

流体/水分在地球演化过程中具有重要作用,它的存在可以提高地质体的扩散及蠕变,降低岩石/地幔的固液相限,对地质体的地球物理性质、地质灾害诱发、地质构造演化等都有着重要的作用.在板块俯冲区,流体/水分的影响贯穿了整个动力学过程,但板块深部脱水还存在着争议,且目前系统地研究水分在整个俯冲中的迁移过程及其地球物理意义的工作还较少.本次研究以我国东北地区为例,借助于地球动力学数值模拟,利用二维岩石化学-热-力学耦合的数值计算程序,建立西太平洋板块向欧亚大陆岩石圈俯冲的数值模拟模型,模拟了板块俯冲整个连续动力学过程中流体/水分的迁移过程.模拟与分析结果表明,板块俯冲过程中水分的迁移过程可分为三个阶段：洋壳水化、板块浅（中）部脱水、板块深部脱水.进一步揭示了洋壳水化过程中水分渗流通道形成、水分渗流以及板块及地幔物质水化反应的机制;解释了板块浅（中）部脱水过程对火山岛弧、弧后盆地及低速异常带形成的作用,以及对~410 km不连续带的影响;模型演化过程中观察到的板块深部脱水现象说明了存在板块深部脱水的可能性,而且板块深部脱水可以较好地解释部分内陆火山以及部分地区地幔柱（岩浆羽）和深源地震的成因.研究展示了板块俯冲过程中水分运移的地球物理意义.

     

2020年新疆于田MS6.4地震的地震迁移趋势

根据大空间尺度上存在特殊的地震迁移并具有规律性的现象, 在回顾2020年于田M_S6.4地震的震前异常和1900年以来于田地区“始发地震—迁移地震”序列的基础上, 分析了于田M_S6.4地震的发震构造和动力学背景, 讨论了于田地区 “始发地震—迁移地震”的时空分布及其趋势。 本文侧重于对近些年于田地区地震迁移现象(如迁移方向、 时间间隔)的统计, 统计结果显示地震迁移可以作为该区域中长期地震危险性分析的方法之一, 并尝试应用于未来地震迁移趋势分析。 地震迁移现象的成因及动力机制有待于深入研究。     

新疆强震活动的迁移特征

结合新疆构造活动的特点及地震活动的分区,探讨了境内强震活动的迁移特征,结果表明新疆强震活动始于乌恰地区,分别沿南天山西段由南向北迁移和沿西昆仑带由西向东迁移。其迁移方式主要表现为天山带强震活动由低纬向高纬地区成组迁移,各带内次级活动区的往返迁移。研究结果将为判断新疆各区(带)地震活动的趋势及强震危险地区提供依据。     

基于能量密度的自解耦互相关成像条件

基于能量密度构建的弹性波能量成像条件,可以准确提取弹性波场的能量信息,并可以有效压制背向散射.但是该成像条件得到的成像结果将所有弹性波场能量信息耦合在一起,难以区分纯波模式的能量信息.为此,我们从势能及动能两方面将能量场解耦,得到纯纵波（PP）、纯横波（SS）、转换波（C）能量场.根据能量守恒定律,基于Helmholtz原理对位移场的空间导数进行因式分解,将弹性势能自解耦得到纯纵波、纯横波及转换波势能;引入体应力构建得到P波及S波速度,将弹性动能分解为纯纵波、纯横波和转换波动能.从而,构建基于能量密度自解耦得到纯波能量互相关成像条件.数值实验表明自解耦成像条件可实现弹性波场能量的分解,并得到背向散射压制、振幅有效保持的PP波、SS波和C波成像结果.

     

Measurement of iodine-129 in seawater samples collected from the Japan Sea area using accelerator mass spectrometry: Contribution of nuclear fuel reprocessing plants

The concentrations of ¹²⁹I in seawater samples from two sites (off Sekine and the Toyama Bay) in the Japan Sea were determined by accelerator mass spectrometry. The observed concentrations exceed amounts expected from natural origin and globally distributed fallout due to nuclear weapons testing. Because the fraction of natural origin and global fallout is 2% and 8.9–13.8%, respectively, the residual more than 80% of the concentration must come primarily from nuclear fuel reprocessing plants. This result indicates a rapid distribution of ¹²⁹I through atmospheric transport on a global scale. The depth distribution of ¹²⁹I at the Toyama Bay in the Japan Sea shows that the ¹²⁹I maximum is in the mixed layer and that concentrations decrease with depth. The inventory of ¹²⁹I in water column is four times higher than that measured in the Gulf of Mexico which has almost the same depth at the Toyama Bay. This higher inventory probably reflects: (1) the rapid water sinking in the Japan Sea, (2) the difference of distance in sampling locations with respect to major ¹²⁹I releasing plants and (3) the strong increase in emissions from nuclear fuel reprocessing plants after the profile of the Gulf of Mexico was taken.     

Arbitrary Difference Precise Integration Method for Solving the Seismic Wave Equation

Wave equation migration is often applied to solve seismic imaging problems. Usually, the finite difference method is used to obtain the numerical solution of the wave equation. In this paper, the arbitrary difference precise integration (ADPI) method is discussed and applied in seismic migration. The ADPI method has its own distinctive idea. When dispersing coordinates in the space domain, it employs a relatively unrestrained form instead of the one used by the conventional finite difference method. Moreover, in the time domain it adopts the sub-domain precise integration method. As a result, it not only takes the merits of high precision and narrow bandwidth, but also can process various boundary conditions and describe the feature of an inhomogeneous medium better. Numerical results show the benefit of the presented algorithm using the ADPI method.     

The Statistical Analysis of Migration of Strong Earthquakes─Taking the North China Region as an Example

INTRODUCTIONMigrationofstrongearthquakesisaphenomenonwherebystrongearthquakestakeplaceinsuccessionincertainspatiallyregularpatterns (ZhangGuomin ,etal,2 0 0 1 ) .Seismologistsintheworldhavenoticedthisphenomenonforalongtime .Manyinstanceswerediscoveredinthepastdecades ,suchasthemigrationofstrongearthquakesalongtheNorthAnatolianFaultinTurkeysince1 939(Richter,1 958)andthemigrationofaseriesofearthquakes (MS ≥ 6 0 )aftertheMS7 9earthquakeinKwandong ,Japan (Utsu ,1 987) .Theexamplesofre…     

东亚大陆大三角地震区的强震成组活动迁移图像分析

本文分析了1900—2008年东亚大陆大三角地震区7.5级以上大地震的地震活动时空图像, 认为: ① 1902—1974年东亚大陆大三角地震区的7.5级以上浅源地震成组活动的主体地区, 沿着大三角地震区的边界顺时针迁移, 到了1997—2001年开始转移到大三角地震区的内部; ② 对于整个大三角地震区而言, 近代7.5级以上浅源地震的震级(M)-时间(t)过程表明, 地震活动是活跃和平静交替出现的幕式过程; ③ 大三角地震区近代7.5级以上浅源地震的时空迁移图像的力学机制, 可能是地震区内地震断层应力转移和耦合的相互作用。