地震学百科知识(十)——勘探地震学

正引言勘探地震学是用人工方法激发向地下传播的地震波,通过观测和分析地下岩层对激发地震波的响应结果,用以推断地下岩层的结构形态和物理性质的学科,是应用地球物理学的一个分支学科[1]。勘探地震学是20世纪初期为寻找石油和天然气矿床而发展起来的;20世纪中叶,勘探地震学的研究方法被用来研究地壳深部     

2012年印尼8.6级地震应变地震波的Hilbert-Huang时频分析

本文通过端点效应压制的Hilbert-Huang变换, 对大同及沁源台布置的四分量钻孔应变仪记录的印尼8.6级地震激发的应变地震波形进行时频分析, 结果显示印尼8.6级地震的主震和8.2级余震的应变地震波序列各个震相具有不同的时频特征: ① 地震波到达之前的所谓“环境噪声”部分, 瞬时频率低, 瞬时振幅小; ② P波初至时, 高频成分突然增加, 振幅也随即增强; ③ S波到达时, 频率有所降低而振幅剧烈上升; ④ 面波到达时, 振幅进一步剧烈上升达到整个序列的极大值; ⑤ 尾波部分振幅逐渐降低, 但与噪声部分相比频率依然偏高, 振幅依然偏大。 本文也将应变地震波与地震仪记录的地震波进行对比, 虽然应变地震波与地震波波形和Fourier谱具有极高的相关系数, 但从Hilbert-Huang变换得到的边际谱上看, 应变地震波与地震波有显著的区别, 应变地震波比地震波记录的低频成分相对更多。 通过Hilbert谱, 有助于更好地了解非平稳信号的局部特征, 对于突变信号的地震波, Hilbert-Huang变换是一个较好的时频分析工具。     

大同—阳高地震前后地震波速比在源区与场区的变化特征

计算了１９８５年至１９９２年发生在ψＮ３９°００‘￣ψＮ４１°００’,λＥ１１２°００‘￣λＥ１１４°３０’范围内的１２７次ＭＬ≥２．０地震的波速比值,分析了１９８０年大同一阳高６．１级地震前后源区与场区波速比的时空变化特征及其差异,对计算结果进行了ｔ检验,源区与场区波速比的时空变化及ｔ检验结果表明,大同－阳高６．１级地震前,源区波速比存在比较明显的下降－－低值－恢复－恢复－高值过程。场区测表现也     

山东地区地壳速度与中强地震的关系

利用山东区域地震数字台网提供的数据,通过三维层析成像方法结合山东地质构造实际情况,对山东区域进行联合走时反演地壳速度结构,获得该区分辨率较高的三维速度结构图像。结果表明：不同深度上的速度分布反映出山东地区深部构造的某些重要信息,为进一步研究该区的活动构造及地震参数计算提供科学依据。在地壳速度结构与中强地震活动的关系上,再次显示出中强震多发生在速度结构高速单元与低速单元的过渡带附近,说明中强震的孕育与震源区周围介质的不均匀性有关。     

地震波数值模拟的非规则网格PML吸收边界

以格子法为基础,以声波方程为例研究非规则网格PML(Perfectly Matched Layer)方法.本方法的核心是建立局部坐标系下的分裂方程和基于积分近似的微分方程弱形式.该非规则网格模拟方法允许在计算域内设置任意形状的人工边界.对于二维半空间问题,与采用矩形人工边界相比,采用半圆形人工边界可减少计算量20%以上.采用光滑的曲边界,不仅可减少计算区域,还可避免常规的PML吸收边界在吸收带角点区域的特殊处理.本方法事先计算和存储边界单元的局部几何参数,在计算的每一时间步查表调用这些参数,与常规的直边界PML方法相比,不增加任何计算量.     

相控震源定向地震波信号分析

应用可控震源地震勘探,当环境噪声很强,采用组合震源工作仍不能满足信噪比要求时,引入能形成定向地震波的相控震源.由相控震源定向照明地震理论分析,主波束方向上3单元相控震源产生的反射地震波信号信噪比比单震源高6.53~9.54 dB,比组合震源高1.76~4.77dB.为研究相控地震实际效果,在同一测区进行了三种震源地震对比实验.由单炮地震记录和水平叠加时间剖面可知,相控震源反射波信号信噪比明显高于单震源情况,略高于组合震源情况.进一步对反射波信号功率谱特性做定量分析,得到如下结果：与单震源情况相比,相控震源使各道反射波信号信噪比提高了0.75~8.15 dB,平均提高3.65 dB;与组合震源情况相比,各道信噪比提高了0.93~3.17 dB,平均提高2.02 dB,实验结果与理论分析吻合.综上所述可知,基于相控震源的定向照明地震技术是可行的,可以有效提高地震信号的信噪比.     

海南地区五口井水位对汶川地震的同震记录及其频谱分析

水震波是指地震波引起的井孔水位震荡现象.刘江等(1989)采用差容式加速度计作为拾震器,记录到了新丰江水库2.4级地震水震波中的PG和SG震相;舒优良等(2003)将BCC差压式水位仪与采样率为50Hz的地震数据采集器连接,周至深井成功记录到了2000年10月6日日本本州7.3级地震的数字化水震波波形,并与陕西数字地震台网部分台站的宽频带地震记录资料进行对比研究,得出有益的结论.     

地震波预报方法在青海地区的应用

回顾和总结了地震波方法在青海省地震预报工作中的研究应用情况,提出了影响该方法应用的问题,介绍了利用数字地震波形资料开展研究的优点,同时也介绍了深入开展地震波研究的新方法。     

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.     

云南地区数字地震波波速比的区域特征

从1998～2006年间云南地区数字地震台网记录中,选用有4个以上台记录到的震相清晰的直达Pg波、Sg波的到时(包含Pg、Sg的到时差在20～25 s的远台和小于0.5 s的近台),计算出云南地区数字地震波的波速比(VP/VS),并分析了其区域分布特征.结果表明:1998～2006年云南地区波速比月均值为1.685,滇西南地区的月均值高于云南地区的月均值;滇西地区的月均值变化幅度相对较小, 2002年10月至2004年11月间的月均值低于云南地区的月均值.2005年云南地区的波速比整体偏高,平均值达1.74,高于多年均值,可能是2004年印尼8级大震后云南地区波速比的一种新变化.