基于面波走时的三维结构面波直接成像：方法综述与应用

利用面波频散数据进行各向同性和各向异性横波速度结构成像是研究全球和区域构造变形、获取地壳上地幔和近地表精细结构的一种非常有效的方法.传统的基于频散数据的面波成像通常采用两步法,即首先反演二维相速度或群速度分布图,然后再基于格点的纯路径频散反演格点下方的一维横波速度模型,之后再拼合成三维速度模型.在本文中我们较为详细地综述新发展的基于面波频散走时的三维面波直接成像方法体系,即面波一步法成像.该方法体系包括通过所有路径、不同频率的面波频散走时直接反演三维各向同性横波速度结构的方法（DSurfTomo）、直接反演三维方位各向异性横波速度结构的方法（DAzimSurfTomo）,以及直接反演三维径向各向异性横波速度结构的方法（DRadiSurfTomo）.新的面波直接成像方法计算不同周期的面波射线路径,从而更好地考虑复杂结构下面波射线路径弯曲对成像精度的影响.随后我们介绍面波直接成像方法的应用实例,包括地壳上地幔及地壳浅部的多尺度各向同性和各向异性横波速度结构的成像,这些成像研究为认识区域构造演化、孕震构造、断裂带浅部结构、成矿构造、城市地下结构等提供了重要的约束.最后我们讨论面波直接成像方法...     

地下水封洞库单裂隙花岗岩纵波速度变化规律与预测模型

揭示裂隙岩体纵波速度变化规律对工程岩体质量分级与稳定性评价具有重要意义。以某地下水封洞库无充填型单裂隙花岗岩为研究对象,基于钻孔电视成像、水压致裂法地应力测试与声波全波列测井,获取了384组单裂隙花岗岩的几何特性、受力状态与纵波速度,构建起了预测单裂隙花岗岩纵波速度的进化-神经网络模型,分析了关键指标影响下单裂隙花岗岩纵波速度的变化规律。研究表明：该水封洞库单裂隙花岗岩纵波速度分布于4 300～5 330 m/s之间,82.3%的纵波速度在4 700～5 200 m/s之间;选取裂隙法向应力、平均张开度与倾角作为单裂隙花岗岩纵波速度的预测指标是合理可行的;将现场测试数据分为训练样本与测试样本,基于遗传算法优化神经网络权值、阈值的进化-神经网络模型构建出单裂隙花岗岩纵波速度预测模型,其测试误差最大仅为2.9%,85%的样本测试误差不超过1.5%,预测模型精度较高。分析了纵波速度变化规律,发现单裂隙花岗岩纵波速度随裂隙法向应力增大而增大,但当法向应力增至5 MPa后的纵波速度增大速率逐渐减小,纵波速度随裂隙张开度增大而逐渐减小,纵波速度在裂隙倾角小于40°时无明显变化,此后纵波速度随倾角增...     

松辽盆地西北边界部分地球物理特征

松辽盆地是我国东北地区重要的地质构造单元.为探测松辽盆地西北部边界基底分布、深部结构与构造关系,沿扎兰屯经齐齐哈尔至林甸实施了约240 km的综合地球物理的探测研究,利用重力、电法等地球物理方法对其进行了综合地球物理解释.研究结果揭示了研究区的速度结构分布、重力分布、基底起伏形态及电性结构等地球物理特征:(1)满-绥断面速度资料显示,嫩江岩石圈断裂有明显的速度分界,其东南侧的松辽盆地与大杨树坳陷具有连续统一的速度结构;(2)重力反演基底显示,松辽盆地与大杨树坳陷基底连续,具有统一的基底特征;(3)二维电性反演显示,大杨树坳陷和松辽盆地两构造电性层连在一起,低阻分布形态也是一样的.以上结果结合满-绥断面速度结构分布表明大杨树坳陷是松辽盆地西部的延续,松辽盆地西部边界应扩展到大杨树坳陷西部边界,即嫩江岩石圈断裂.     

极端干旱荒漠区典型晴天大气热力边界层结构分析

利用极端干旱区敦煌野外观测试验资料,分析了极端干旱荒漠区夏季典型晴天位温、风速、比湿等主要物理要素的垂直结构特征及其地表热力和近地层大气运动特征的日变化规律。发现在极端干旱地区夏季晴天大气热力边界层结构十分独特。在夜间,贴地逆温层最低在900 m以上,最厚可以达到1 750 m,逆温层上面的残余层一般能达到4 000 m左右的高度。在白天,位温超绝热递减层高达1 000 m,超绝热递减层上面的混合层最高达3 700 m,混合层顶上还有大约450 m甚至更厚的夹卷层。当白天对流层发展达到残余层以后,混合层的发展明显加快。风速和比湿垂直廓线特征很好地印证了大气热力边界层独特的结构特征,地表热力和近地层大气运动特征也为这种独特的大气热力边界层结构提供了较好的物理支持。     

2021年玛多MS7.4地震的深部构造背景

2021年5月22日,巴颜喀拉块体内部的玛多地区发生MS7.4地震,震源深度约为8km,发震断层为江错断裂.文中利用玛多地区的深地震测深结果,对玛多MS 7.4地震震源区的地壳速度结构和深部构造背景进行了研究.结果显示:1)玛多地震震源在深度上位于上地壳脆性层内,具体位于上地壳局部高速体的边缘,上地壳特殊的上下分层结构...     

鄂尔多斯地块周缘三维地壳速度结构研究

鄂尔多斯地块及周缘位于青藏高原与华北地块之间,其内部无大断裂分布,而周缘却由活跃的地震带——活动断陷带和弧形断裂带包围.因此,鄂尔多斯地块内部无6级以上大地震分布,而周缘地震活动则频度高、强度大(图1),历史上发生多次破坏性大地震,如:1654 年天水南8.0 级、1879 年武都南8.0级、1920 年宁夏海原81/...     

未来“绿巨人”——芝加哥

<正>低碳城市之旅:"芝加哥是一座摩擦神灯、精灵就会出现的城市,她始终在创造与实现新的不可思议之事。她比自己能预知的成长速度更快,你所见到的永远不会是芝加哥的最后面貌。"——马克·吐温《密西西比河上的生活》     

试论机井合理设计问题

允许渗透流速Vc是机井设计或校核的重要指标。本文从管井设计规范出发,阐述了Vc的含义及其在机井设计中的重要性,通过对各种确定Vc经验公式的对比,指出了正确选用Vc计算公式,合理进行机井结构设计的方法。对目前机井设计中存在的问题作了分析,并提出了改进意见。     

沉积岩中横波速度各向异性实验研究

作为流体静力学应力与轴向应力的函数，我们进行了沉积岩中横波速度系统性的实验研究，通过在岩石样品中传播偏振的横波并从垂直偏振的接收器接收信号而证实了沉积岩中横波速度各向异性的存在，观测到的速度各向异性的大小与施加应力的大小、性质与岩样的岩性有关，页岩表现出与非轴向及流体静力学应力无关的很大的速度各向异性，从而说明优势取向矿物的存在，砂岩也表现出很大的速度各向异性，但其各向异性与应力有极大的依赖性，还发现流体静力学应力压制速度各向异性，而非轴向应力使之加强，这意味着优势取向裂隙的存在，石灰岩表现出弱各向异性，这些实验观测对于岩性的识别等可能是有所帮助的。