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基于深度学习的接收函数横波速度预测
被引量:
7
1
作者
杨庭威
曹丹平
+4 位作者
杜南樵
崔荣昂
南方舟
徐亚
梁策
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期214-226,共13页
远震接收函数中包含了大量台站下方速度间断面所产生的Ps转换波及其多次反射波的信息,被广泛应用于反演精细的地壳及上地幔速度结构.但当地壳结构复杂如存在沉积层或高速层时,转换波和多次波震相的到时和振幅发生变化,从而导致接收函数...
远震接收函数中包含了大量台站下方速度间断面所产生的Ps转换波及其多次反射波的信息,被广泛应用于反演精细的地壳及上地幔速度结构.但当地壳结构复杂如存在沉积层或高速层时,转换波和多次波震相的到时和振幅发生变化,从而导致接收函数反演存在强非唯一性.深度学习作为一种高效的特征提取方法,能够建立接收函数与横波速度在空间上的映射关系.因此,利用全球模型数据以及高质量观测接收函数建立样本库,设计了利用接收函数预测横波速度的卷积神经网络.测试集结果表明,合成数据预测的横波速度与模型拟合程度较高,在实际数据检测中预测横波速度结果与全局反演的结果基本一致,预测的横波速度间断面与传统H-κ叠加结果也基本一致.利用该方法对琉球海沟地区海底地震数据的接收函数进行反演,获得了台站下方横波速度精细结构,进一步获得了该地区更为精细的地壳结构特征.测试实验及应用表明利用卷积神经网络预测台站下方横波速度的深度学习方法不仅计算效率高,且具有较高的可靠性.
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关键词
接收函数
深度学习
卷积神经网络
速度结构
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职称材料
华南地壳结构与构造边界特征:来自地震背景噪声和重力联合成像模型的约束
2
作者
李雪垒
李志伟
+7 位作者
夏鑫
杜南樵
包丰
石玉涛
陈浩朋
王元
郝天珧
栾金鹏
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第24期3221-3236,共16页
查明华南板块的地壳精细结构,厘清不同块体的地壳物质属性和构造边界特征,对研究华南成矿带的深部动力学成因以及华南板块的形成演化具有重要意义.随着新方法的发展和对多类型数据的深入挖掘,对壳内精细结构的分辨率逐渐提高,有鉴于此,...
查明华南板块的地壳精细结构,厘清不同块体的地壳物质属性和构造边界特征,对研究华南成矿带的深部动力学成因以及华南板块的形成演化具有重要意义.随着新方法的发展和对多类型数据的深入挖掘,对壳内精细结构的分辨率逐渐提高,有鉴于此,本研究通过收集华南地区地震台站的波形数据,利用背景噪声面波和布格重力异常联合反演华南板块的地壳S波速度结构.结果表明:联合反演模型获取的布格重力异常与观测重力值拟合较好,印证了新方法的可靠性;上地壳内主要沉积盆地呈现明显的低速特征,地壳厚度由西到东呈现减薄的趋势,且在中地壳内,江南造山带南段的地壳结构呈现北东向的高低速带状穿插分布,在南北重力梯度带和江山-绍兴-萍乡-永州一线存在“蘑菇云”形状的中地壳隆升;随着深度的增加,在21~30 km下地壳,速度的横向变化不再与地壳浅层主要构造相对应,整个区域的速度分布呈现东高西低的趋势,且随着深度的增加这一特征越发明显;在30~40 km深度上,速度变化的东西分界与南北的布格重力异常梯度带近似重合.据此推测,江南造山带与扬子和华夏地块的构造边界分别沿着九江-常德-吉首-铜仁-百色一线和江山-绍兴-萍乡-永州-柳州-钦州一线;区域构造演化的动力学模型显示,扬子地块不断地为江南造山带西翼的北西向逆冲推覆提供驱动力,联合反演获取的地壳结构模型为探讨印支、扬子和华夏地块碰撞拼合的深部动力学过程以及区域成矿作用提供了重要约束.
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关键词
华南
背景噪声
重力
联合成像
构造边界
原文传递
地震面波与重力联合反演方法研究回顾与展望
被引量:
3
3
作者
杜南樵
郝天珧
+1 位作者
徐亚
李志伟
《地球物理学进展》
CSCD
北大核心
2021年第4期1368-1378,共11页
面波和重力都是研究地下介质的重要手段.面波数据对于地下介质的剪切波速度敏感,但是面波单独反演的非唯一性对反演结果的解释造成了困难.重力数据是地下密度体的综合反映,总体而言受浅部的密度变化影响较大.利用包括岩石物理中的经验...
面波和重力都是研究地下介质的重要手段.面波数据对于地下介质的剪切波速度敏感,但是面波单独反演的非唯一性对反演结果的解释造成了困难.重力数据是地下密度体的综合反映,总体而言受浅部的密度变化影响较大.利用包括岩石物理中的经验关系在内的约束关系作为桥梁,可以通过联合反演充分发挥两种数据的优势,从而获得更合理的反演结果.本文回顾了面波与重力联合反演主要环节的基本方法和研究进展,并指出了两种数据的分辨率不同可能导致的问题,最后对该领域未来的发展方向进行了展望.
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关键词
联合反演
面波
重力
速度-密度经验关系
原文传递
题名
基于深度学习的接收函数横波速度预测
被引量:
7
1
作者
杨庭威
曹丹平
杜南樵
崔荣昂
南方舟
徐亚
梁策
机构
中国石油大学(华东)
中国科学院地质与地球物理研究所
中国科学院大学
中国科学院地球科学研究院
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期214-226,共13页
基金
国家自然科学基金(42074162,91858212,42074092,42006062)资助.
文摘
远震接收函数中包含了大量台站下方速度间断面所产生的Ps转换波及其多次反射波的信息,被广泛应用于反演精细的地壳及上地幔速度结构.但当地壳结构复杂如存在沉积层或高速层时,转换波和多次波震相的到时和振幅发生变化,从而导致接收函数反演存在强非唯一性.深度学习作为一种高效的特征提取方法,能够建立接收函数与横波速度在空间上的映射关系.因此,利用全球模型数据以及高质量观测接收函数建立样本库,设计了利用接收函数预测横波速度的卷积神经网络.测试集结果表明,合成数据预测的横波速度与模型拟合程度较高,在实际数据检测中预测横波速度结果与全局反演的结果基本一致,预测的横波速度间断面与传统H-κ叠加结果也基本一致.利用该方法对琉球海沟地区海底地震数据的接收函数进行反演,获得了台站下方横波速度精细结构,进一步获得了该地区更为精细的地壳结构特征.测试实验及应用表明利用卷积神经网络预测台站下方横波速度的深度学习方法不仅计算效率高,且具有较高的可靠性.
关键词
接收函数
深度学习
卷积神经网络
速度结构
Keywords
Receiver function
Deep learning
Convolutional neural network
Velocity structure
分类号
P315 [天文地球—地震学]
下载PDF
职称材料
题名
华南地壳结构与构造边界特征:来自地震背景噪声和重力联合成像模型的约束
2
作者
李雪垒
李志伟
夏鑫
杜南樵
包丰
石玉涛
陈浩朋
王元
郝天珧
栾金鹏
机构
湖南工商大学微电子与物理学院
北京卫星环境工程研究所
中国科学院地质与地球物理研究所
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
中国地震局地震预测研究所
广东工业大学土木与交通工程学院
东北大学资源与土木工程学院
出处
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第24期3221-3236,共16页
基金
湖南省教育厅科学研究项目(21B0566)
湖南省自然科学基金(2023JJ40223)
+1 种基金
中国地质调查局国土资源调查项目(12120114067701)
国家自然科学基金(41604038,42174076,41974064,41804061,91858212)资助。
文摘
查明华南板块的地壳精细结构,厘清不同块体的地壳物质属性和构造边界特征,对研究华南成矿带的深部动力学成因以及华南板块的形成演化具有重要意义.随着新方法的发展和对多类型数据的深入挖掘,对壳内精细结构的分辨率逐渐提高,有鉴于此,本研究通过收集华南地区地震台站的波形数据,利用背景噪声面波和布格重力异常联合反演华南板块的地壳S波速度结构.结果表明:联合反演模型获取的布格重力异常与观测重力值拟合较好,印证了新方法的可靠性;上地壳内主要沉积盆地呈现明显的低速特征,地壳厚度由西到东呈现减薄的趋势,且在中地壳内,江南造山带南段的地壳结构呈现北东向的高低速带状穿插分布,在南北重力梯度带和江山-绍兴-萍乡-永州一线存在“蘑菇云”形状的中地壳隆升;随着深度的增加,在21~30 km下地壳,速度的横向变化不再与地壳浅层主要构造相对应,整个区域的速度分布呈现东高西低的趋势,且随着深度的增加这一特征越发明显;在30~40 km深度上,速度变化的东西分界与南北的布格重力异常梯度带近似重合.据此推测,江南造山带与扬子和华夏地块的构造边界分别沿着九江-常德-吉首-铜仁-百色一线和江山-绍兴-萍乡-永州-柳州-钦州一线;区域构造演化的动力学模型显示,扬子地块不断地为江南造山带西翼的北西向逆冲推覆提供驱动力,联合反演获取的地壳结构模型为探讨印支、扬子和华夏地块碰撞拼合的深部动力学过程以及区域成矿作用提供了重要约束.
关键词
华南
背景噪声
重力
联合成像
构造边界
Keywords
South China
ambient noise
gravity
joint tomography
tectonic boundary
分类号
P542 [天文地球—构造地质学]
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
原文传递
题名
地震面波与重力联合反演方法研究回顾与展望
被引量:
3
3
作者
杜南樵
郝天珧
徐亚
李志伟
机构
中国科学院地质与地球物理研究所
中国科学院大学
自然资源部第二海洋研究所
北京卫星环境工程研究所
出处
《地球物理学进展》
CSCD
北大核心
2021年第4期1368-1378,共11页
基金
国家自然科学基金项目(91858212)资助。
文摘
面波和重力都是研究地下介质的重要手段.面波数据对于地下介质的剪切波速度敏感,但是面波单独反演的非唯一性对反演结果的解释造成了困难.重力数据是地下密度体的综合反映,总体而言受浅部的密度变化影响较大.利用包括岩石物理中的经验关系在内的约束关系作为桥梁,可以通过联合反演充分发挥两种数据的优势,从而获得更合理的反演结果.本文回顾了面波与重力联合反演主要环节的基本方法和研究进展,并指出了两种数据的分辨率不同可能导致的问题,最后对该领域未来的发展方向进行了展望.
关键词
联合反演
面波
重力
速度-密度经验关系
Keywords
Joint Inversion
Surface Wave
Gravity anomaly
Velocity-density relations
分类号
P312 [天文地球—固体地球物理学]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于深度学习的接收函数横波速度预测
杨庭威
曹丹平
杜南樵
崔荣昂
南方舟
徐亚
梁策
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
下载PDF
职称材料
2
华南地壳结构与构造边界特征:来自地震背景噪声和重力联合成像模型的约束
李雪垒
李志伟
夏鑫
杜南樵
包丰
石玉涛
陈浩朋
王元
郝天珧
栾金鹏
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
3
地震面波与重力联合反演方法研究回顾与展望
杜南樵
郝天珧
徐亚
李志伟
《地球物理学进展》
CSCD
北大核心
2021
3
原文传递
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