现代地震学展现出了一个复杂的地球内核内部和表面结构．地球内核内部结构的主要特征表现为其地震波速度和衰减呈现各向异性，且各种结构（速度、衰减和各向异性）均呈现东西半球差异，而内核表面的新发现则包括其局部区域存在起伏的地形和固液并存的糊状层．地球内核压缩波速度和衰减均呈现以地球旋转轴为轴的柱对称各向异性，沿地球旋转轴方向...
自20世纪90年代首次探测到410-km间断面上覆低速层以来，全球多个俯冲带和大陆克拉通地区都陆续发现了该低速层结构．对其特性及形成机理的探讨是深部地幔结构、物性和动力学研究的热点问题．本文聚焦于西北太平洋俯冲地区410-km间断面上覆低速层的探测及特性研究上．通过对发生于日本北海道地区两个中等深度地震区域波形资料的分析，利用三重震...
本文利用区域地震初至波到时数据，通过地震层析成像研究获得了东北日本俯冲带上地幔（深至约150km）的P波速度（Vp）、S波速度（眠）、Vp／Vs和P波各向异性结构．结果表明，低速及高Vp／Vs比异常体主要分布在火山下方的下地壳和地幔楔中，其与低频地震的分布吻合，该区域与俯冲板块脱水所释放的流体及其导致的部分熔融密切相关；俯冲的太平洋板...
莫霍面是地壳和上地幔的边界，但莫霍面并不是一个简单的“面”，而是一个反映地壳和地幔物质交换、相互作用等动力学意义的“过渡带”．本文综合深地震反射、宽角地震折射和高温高压岩石物理实验结果，确定壳一幔过渡带的地震P波速度变化范围为6．8～7．5km·s^-1．在克拉通等构造活动稳定地区壳-幔过渡带内的速度梯度强且壳一幔过渡带厚度薄，...
利用1996年10月至2016年10月间发生在中国东北、朝鲜半岛和日本南部的113个壳内地震在602个宽频带地震台站观测到的波形资料，建立Lg波衰减成像数据集．根据22，551条垂直分量波形，计算Lg波振幅谱，提取单台、双台和双事件数据，采用区域Q值、震源函数和台基响应联合反演方法，建立中国东北和朝鲜半岛地区0．05～10．0Hz的宽频带衰减模型．模型...
利用高分辨光学影像获取的同震水平位移场资料联合远场波形数据反演获得了2013年巴基斯坦俾路支Mw7．7地震的震源过程模型．结果显示这是发生在具有弧形铲状几何形态的Hoshab断层上的一次左旋走滑为主要运动特征的强烈地震事件．推断这种具有罕见运动模式的强烈地震是斜向应力场与特殊的断层几何形态共同作用的结果．研究工作中采用大数据量均匀...
根据中国和全球地震台网记录的波形记录，采用w震相矩张量反演、反投影分析及有限断层模型反演方法，研究了2016年3月2日印尼7．8级地震破裂过程，分析讨论印尼地震震源运动学特征．结果表明：此地震为一次对称的双侧破裂走滑型事件，北北东一南南西向的断层节面（走向5。／倾角85。）为发震断层面．标量地震矩约6．19×10^20Nm，矩震级为7．79，...
自2006年至2017年，朝鲜民主主义人民共和国在中朝边界地区的试验场进行了6次地下核试验．本文综合报道根据东北亚地区的宽频带数字地震资料利用地震学方法对这六次地下核爆炸的研究．结果表明，朝鲜地下核试验在区域台网产生的地震记录具有典型浅源爆炸的特征．针对上述资料发展了处理核爆数据的方法并据此得出各次朝鲜核爆的地震学参数，包括...
研究微地震的震源机制，获得压裂区域的破裂方向、尺度和应力状态等信息，在非常规油气开采过程中具有重要意义．对于微震，通常采用剪切位错或者矩张量模型对震源进行描述．本文从其实际发震机制出发，使用了“剪切＋张裂”的一般位错点源模型，并基于此模型发展了一种利用全波形信息，通过波形振幅谱相关和初至约束，在频率域求解微震震源机制...
建立符合油气储层近地表复杂介质强衰减性质的数学一物理模型是油气勘探和开发的重要课题．本文针对D’Alembert黏弹性介质模型存在的量纲不统一和不能充分刻画孔隙介质结构的不足，通过引入孔隙度和渗透率等参数修改耗散项，改进了原D’Alembert模型，获得了能精细刻画具有强吸收衰减特征的近地表复杂介质模型，即改进的近地表黏弹性模型．基于...
间断有限元（Discontinuous Galerkin：DG）方法具有低数值频散、网格剖分灵活、能模拟地震波在复杂介质中传播等优点．因此，本文将一种新的DG方法推广到双相和黏弹性等复杂介质的地震波场模拟，发展了求解Biot弹性波方程和D’Alembert介质波动方程的DG方法．首先通过引入辅助变量将Biot双相介质弹性波方程和D’Alembert介质波动方程转化为关于...
利用水平与竖向谱比（HVSR）方法反演场地速度结构是国际上迅速发展的研究领域．HVSR反演计算实质是一个土层场地模型空间搜索的全局优化问题，当模型搜索空间的复杂程度增大时，目前常用的搜索算法收敛速度慢，计算效率较低．本文实现了一种结合遗传和模拟退火方法优点的混合全局优化HVSR反演算法，通过理论模型和竖向台阵实测数据的检验，表明...
地震各向异性与地幔对流导致的变形存在因果关系，因此地幔对流模拟可被用来预测地震各向异性，并推测剪切波各向异性地幔源的深度．本文建立了基于地震速度结构的地幔对流模型来预测云南地区剪切波分裂的快波方向，它同时受地表板块运动和地幔内部的温度扰动所驱动．通过与观测结果进行对比分析，推测在云南地区西北部和东部区域，剪切波各向异...
山西断陷带位于鄂尔多斯与华北地块交汇处，是我国著名的历史强震活动带之一，尤其是断陷盆地中部区域，6级以上地震频发．本研究旨在揭示忻定盆地中南部、太原盆地及临汾盆地中北部交汇处的深部结构特征，分析盆地的形成和演化，探讨该区域孕震环境．利用山西地震台网观测数据以及固定地震台站融合流动台站得到的地震数据，共7455个地震事件，...
大地震的发生会引起区域位移场和应力场发生变化，进而改变区域内及临近断层的应力状态和地震活动性．目前，研究学者可据已有的断层滑动模型来计算分析大地震同震应力变化，同时采用库仑应力触发理论来进一步分析震后余震分布和断层危险性．然而，历史上曾经发生过不少大地震，例如，1920年的海原Ms8．5大地震，是全球范围内少见的特大地震之一...
基于连续GPS数据，利用滑动块体模型研究了日本Mw9．0地震前后沂沭断裂带两侧块体连续的相对运动状态，并研究其对区域地震活动的影响，结果表明日本地震以来：1）两侧块体呈右旋走滑兼挤压状态，平均走滑、挤压速率分别为0．9±0．1mm·a^-1和-0．7±0．1mm·a^-1，相比日本地震之前，运动过程更具起伏特征，可能与日本地震前后俯冲带两侧板块问相...
陆地大容量气枪震源可用于区域尺度地球物理结构及变化的勘测．对气枪震源在有限水体内震源过程的研究，有助于我们深入了解气枪信号机制及气枪信号不同震相产生的成因．然而由于有限水体中大容量气枪激发的复杂物理过程，特别是复杂固液界面的存在，目前却没有较好的理论模型用以描述陆地气枪震源信号的能量传播特征．反投影方法是一种计算震源...
基于多波束测深和高分辨率多道反射地震数据，以及遥感资料研究南海北部东沙海域深水沙丘，总结底形形态分布特征，分析其水动力成因．按照空间分布形态将沙丘分为平行沙丘、波状沙丘和网状沙丘，本文首次发现水下网状沙丘，重点讨论网状沙丘的特征分布和形成机制．网状沙丘发育在东沙环礁东北部水深约352～420m之间，研究发现其延伸方向共有三...
地震资料含有各种类型多次波，而传统成像方法仅利用地震一次反射波成像，在地震成像前需将多次波去除．然而，多次波携带了丰富的地下结构信息，多次波偏移能够提供除反射波外的额外地下照明．修改传统逆时偏移方法，用包含一次反射波和多次波的原始记录代替震源子波，将SRME方法预测的表面多次波代替一次反射波作为输入数据，可将表面多次波成...
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...
致密砂岩普遍具有低孔、低渗及微裂缝发育的地质特征，并且呈现出很强的非均匀性．致密砂岩储层与常规砂岩储层比较，具有明显的岩石物理性质、渗流力学性质方面的差异．致密砂岩内部的非均匀性对弹性波频散、衰减有显著影响，其中包括孔隙结构的非均匀性，即岩石内部孔隙参数的不均一性，以及孔隙内部不相混溶流体的非均匀分布；此外，非均匀性...
超高频（几百兆赫兹）超声数值模拟微米至纳米尺度的龙马溪组页岩数字岩芯及其强非均质性严重挑战数值模拟算法的精度和数值稳定性．本文利用图像阈值分割算法将龙马溪组页岩数字岩芯主要成分分解为石英类、黏土类、黄铁矿及孔隙四种类型，假定液相（油）均匀分布在整个介质模型中，根据岩芯的孔隙度、渗透率和各类矿物的岩石物理参数，建立了精...
实际地球介质的弹性波衰减，无论是对于地球内部结构反演、含油气储层描述，还是对于地震岩石物理本身的基础研究而言，都十分重要．通过岩石物理实验测量岩石的弹性波衰减是相关研究的基本手段，而谱比法是一种最常用的测量方法．利用谱比法测量的弹性波衰减，简称谱比法衰减，由介质的本征吸收特性和非均质散射特性共同决定．然而，在谱比法理...
为提高频率域有限差分（FD，finite-difference）正演模拟技术的计算精度和效率，基于旋转坐标系统的优化差分格式被广泛应用，但是只应用于正方形网格的情况．基于平均导数法（ADM）的优化差分格式，应用于正方形和长方形网格模拟．这些频率域有限差分算子，各自具有不同的差分格式和对应的优化系数求解表达式．本文基于三维声波方程发展了一种...
震源药柱激发因素选择是影响地震资料品质的一个重要环节，在南方复杂山区高分辨率地震采集中合理选择激发岩性、井深、药量等激发因素尤为重要．本文根据复杂山区地震地质条件多样性、复杂性等特点，从理论上分析了地震激发机理、井深、药量、虚反射效应、岩性与药柱长度等对激发子波的影响，开展了基于适应近地表结构特征的动态井深设计、双微...
对于薄互层地震传播特征的研究我们已有了充分的认识，这是一种完全不同于现有的基于厚层单阻抗差界面地震反射理论的、具有频率依赖性的调谐反射．因而也使得对具有N层结构的弹性介质薄互层反演时，现有有限带宽的基于空间一频率域采样的地震观测难以规避多解性问题．长波长假设下的薄互层VTI近似似乎可以为我们提供一种待反演弹性参数只有5个...
20世纪末中海油在南海油气勘探中成功试验了二维多分量地震技术．其后十多年，中海油进一步在不同近海油气盆地采集了三维多分量OBC地震资料．但由于针对三维转换波的处理未能形成有效的关键技术，除双检叠加利用了水压分量和陆检垂直分量外，大量水平分量数据未被使用．鉴于此，中海油在十二五期间开展三维多分量地震数据处理的关键技术攻关：...
针对地下工程领域隧道超前预报地震波波场传播与成像中存在的问题，通过数值模拟，构建二维含低速异常的隧道介质模型，研究隧道弹性波场传播规律和异常体边界成像准确性．首先，利用一阶速度一应力波动方程和高阶交错网格有限差分计算方法，导出隧道超前预报数值模拟的稳定性条件和边界条件，对上述隧道模型进行数值模拟，识别波场特征；其次，...
混合震源采集技术相对于传统地震数据采集具有改善成像质量、提高采集效率的优势．减小混合炮中单炮之间的随机延时范围能够有效的提高采集效率，但这也给之后的混采数据分离带来了影响．混采数据经伪分离后非共炮域数据中的混叠噪声明显更加集中，不利于对混叠噪声进行压制．本文提出基于脉冲检测方法对混采数据进行分离，并且与迭代的多级中值...
随着地震勘探目标从构造型油气藏向岩性油气藏的转变，地震勘探难度日益增大，这就要求从地震数据中获得更多可靠且具有明确地质含义的属性信息，并充分利用这些属性信息来对储层的岩性、岩相进行分析．AVO三参数反演能够从振幅随炮检距的变化信息中直接提取纵波速度、横波速度以及密度来估计岩石和流体的性质，进而对储层进行预测．然而，AV0反...
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