Rediscovering Signal Complexity as a Teleseismic Discriminant

We re-examine the utility of teleseismic seismic complexity discriminants in a multivariate setting using United Kingdom array data. We measure a complexity discriminant taken on array beams by simply taking the logarithm of the ratio of the P-wave coda signal to that of the first arriving direct P wave (β_CF). The single station complexity discriminant shows marginal performance with shallow earthquakes having more complex signatures than those from explosions or deep earthquakes. Inclusion of secondary phases in the coda window can also degrade performance. However, performance improves markedly when two-station complexity discriminants are formed showing false alarm rates similar to those observed for network m_b − M_s. This suggests that multistation complexity discriminants may ameliorate some of the problems associated with m_b – M_s discrimination at lower magnitudes. Additionally, when complexity discriminants are combined with m_b – M_s there is a tendency for explosions, shallow earthquakes and deep earthquakes to form three distinct populations. Thus, complexity discriminants may follow a logic that is similar to m_b – M_s in terms of the separation of shallow earthquakes from nuclear explosions, although the underlying physics of the two discriminants is significantly different.     

重叠区域伪谱法计算非均匀地球介质地震波传播

伪谱法是一种高效、高精度计算非均匀介质地震波传播的数值算法,由于它的微分算子的全局性,一般认为该方法不适于并行计算. 本文介绍了并行计算非均匀介质中地震波传播的重叠区域分解算法,给出了一种基于傅里叶伪谱法的并行算法. 文中给出的算法将介质划分为相互重叠的若干区域,在各个子域上单独求解,利用重叠部分的解的传递,将各个子域连接起来,实现了伪谱法在分布式并行处理机上的计算. 文中给出了一个将二维区域分解的算例,比较了并行算法和整体算法的结果,分析了并行算法的计算精度. 结果表明,并行算法会有效降低计算时间,并且保证计算精度. 该方法在大规模三维非均匀介质的地震波场模拟方面有应用价值.      

地壳校正在长江中下游地区远震层析成像中的应用

利用布设在长江中下游地区的47个固定台站所接收到的473个远震事件,对该地区进行了地壳校正研究。结果显示：(1)内陆地区下方的地壳呈现为低速异常,而沿海地区下方的地壳却呈现为高速异常;(2)地壳校正前后的速度异常确有变化,但差别不是很大,说明长江中下游地区的地壳结构比较稳定;(3)随着深度的增加,速度异常的差别越来越小,说明地壳校正对浅部的速度结构影响较大,而对深部的影响较小。因此,在远震层析成像研究中,若缺少浅部信息,可以进行地壳校正,以消除或减少地壳结构对最终反演结果的影响,从而提高深部结果的质量。     

不同力源作用下九江地震台井水位仪与伸缩仪的体应变响应分析

根据潮汐因子计算结果,确定了井水位观测格值。又由线应变和水位与体应变转换公式,分别计算了在固体潮、大气压、强远震和承压含水层排水作用下伸缩仪与水位仪的的体应变响应量,二者相对变化率(体应变比值)在0.242~0.668之间,分析比较了二者的响应特征,并初步解释了水位与应变同步变化的物理机制。     

A review of the influencing factors on teleseismic traveltime tomography

Teleseismic traveltime tomography is an important tool for investigating the crust and mantle structure of the Earth. The imaging quality of teleseismic traveltime tomography is affected by many factors, such as mantle heterogeneities, source uncertainties and random noise. Many previous studies have investigated these factors separately. An integral study of these factors is absent. To provide some guidelines for teleseismic traveltime tomography, we discussed four main influencing factors:the ...     

多道瞬变电磁法(MTEM)虚拟波场提取技术

多道瞬变电磁法(MTEM)是近年来发展起来的一种新的地球物理勘查技术,其数据采集方式与地震法类似,因此,采用瞬变电磁拟地震解释方法对MTEM数据进行处理解释具有一定的优越性.研究MTEM虚拟波场有效提取方法具有重要意义.在以往奇异值分解法、预条件正则化共轭梯度法两种不同的常规提取方法研究基础上,本文提出采用相关叠加法提取MTEM虚拟波场信息.首先采用预条件正则化共轭梯度法对全时段MTEM数据进行虚拟波场提取,然后采用同种方法对划分的各时间段数据进行虚拟波场提取,最后对全时段提取结果与各个时间段提取结果进行相关性叠加,叠加结果作为最终的提取结果.实测MTEM数据虚拟波场提取结果表明,采用相关叠加法可以得到稳定、光滑的虚拟波场波形曲线,且抗干扰能力强.     

基于解析时间波场外推与波场分解的逆时偏移方法研究

双程波方程逆时深度偏移是复杂介质高精度成像的有效技术,但其结果中通常包含成像方法引起的噪音和假象,一般的滤波方法会破坏成像剖面上的振幅,其中的假象也会给后续地质解释带来困扰.将波场进行方向分解然后实现入射波与反射波的相关成像能够有效地消除这类成像噪音,并提高逆时偏移成像质量.波传播方向的分解通常在频率波数域实现,它会占用大量的存储和计算资源,不便于在沿时间外推的逆时深度偏移中应用.本文提出解析时间波场外推方法,可以在时间外推的每个时间片上实现波传播方向的显式分解,逆时深度偏移中利用分解后的炮检波场进行对应的相关运算,实现成像噪音和成像信号的分离.在模型和实际数据上的测试表明,相比于常规互相关逆时偏移成像结果,本文方法能够有效地消除低频成像噪音和特殊地质构造导致的成像假象.     

基于波动理论的近地表散射噪音衰减

基于波动理论,可将地震波场分为入射波场和散射波场。在一定的假设基础上,通过波阻抗差函数可把入射波场和散射波场联系起来。利用波阻抗差函数,可对地震数据中的散射波场进行预测,进而达到去除散射噪声的目的。经正演模型和对实际数据的应用,显示了该方法对衰减近地表散射噪声的优越性。     

隧道地震预报波场的有限元数值模拟

在勘探地球物理领域中,能快速、有效地数值模拟2D和3D的地震全波场,包括同时模拟P波、S波、面波多分量波场特征的软件并不是很多;但在结构力学领域中,已有多种成熟的多波多分量有限元数值模拟大型商用软件用于求解弹性本构方程,如ANSYS,PLAXIS等。从方程结构来看,弹性本构方程与完全弹性波动方程相比,只多一项对时间的一阶微分项--阻尼项。因此,调整合理的介质参数--Rayleigh系数,令阻尼项近似为0,弹性本构方程就蜕化为完全弹性波动方程。隧道地震波场是在岩体中传播,具有弹性参数较好、无常规地震勘探中覆盖层等低速带干扰等的优点,采用ANSYS软件对隧道地震波场进行数值模拟,研究了频散、阻尼与吸收边界等数值模拟的相关技术。针对介质吸收,比较了数值模拟中有无阻尼的时间记录和波场快照,对隧道地震预报来说,将阻尼系数设定为0是一种合理的假设;比较了实例中不同网格长度与频散的关系,当网格长度小于波长的1/π倍时,才能消除频散;通过由波方程的推导,引入了黏弹性边界条件,通过实例计算证明它可以有效地吸收边界反射;最后对隧道地震预报进行了实例计算,算例表明采用ANSYS软件可以有效地模拟隧道复杂地质条件下全波场的激发传播过程。     

深层油气地球物理勘探基础研究

本文讨论当前我国深层油气地震勘探面临的难题及基础研究的三个主攻方向,包括：困难地区深层地震反射体准确成像,地震波场信息学、油气田直接预测的地球物理方法技术等.