多学科地震预报研究中的地球物理联合反演问题

对震源区岩石破裂用扩容物理数学模型求定岩石强度和破裂的整体的临界参数(前兆)的方法已发展起来了。这个参数就是单位体积裂纹的密度。根据监测到的不同性质的地球物理场的异常变化数据和联合多学科反演问题的数值解,可对这一组合前兆进行定期判定。为多学科地震预报研究考虑了联合地球物理反演问题的一些具体例子。

用于苏联境内岩石层研究的剪切波

本文收集了苏联境内数千公里三分向地震台测得的深地震测深剖面。结果表明,通常在井中或在水池中放炮不仅产生P波,而且也产生S波。产生这些波的最有利条件是在震源附近存在尖锐的地震界面,例如基底界面。一般说来,S波场中包括在P波场中见到的所有类型的反射波和折射波。其差别在于剪切波的频率较低,强度稍高,振幅变化较大。记录到S波时,可根据速度比V_P/V_S=γ随深度及横向变化关系获得重要信息,揭示出影响速度关系的三个主要因素:地下深处岩石的破裂程度、岩石的成份及温度。裂缝随深度的增加(震源距增大)而减少使γ值全面下降。由于地壳顶部岩石成份的改变(乌拉尔斯),由基性岩组成的地块中γ值增加。波罗的海和乌克兰地盾的γ值变化不大。在西伯利亚地台,γ值先是随深度的增加而增加从1.71增至1.76,可能是扩容效应;而后γ值下降,在下地壳和上地幔γ值小于1.7。在西伯利亚西部,γ值随深度而增加,在下地壳达1.79,在地幔中稍有下降,但仍高于1.7。这可能在西伯利亚西部下地壳为高温区。在许多地区观测到了由于速度各向异性产生的不同偏振剪切波的分裂。在乌拉尔斯地台的首波(折射波)中和在西伯利亚地台的莫霍界面反射波中发现了这种现象。在这两种情况下,各向异性与地壳有关。在乌克兰和波罗的海地盾,没有记录到SH和SV波的速度差异。

大功率低频可控震源在主动源地震学中的应用

过去的20年里,俄罗斯在主动源地震学中一直使用大功率(40吨和10吨)低频可控震源。这种震源可产生频带为1.5～3Hz,3～6Hz,5～10Hz,出力高达100吨的可控震源。该震源的可移动类型出力为40吨,频带宽度为6～12Hz。100吨级可控震源激发地震波的传播距离可达到350km,折射波向下可穿透达50km深度。震源运行过程具有高度可重复性,其产生的信号频谱有"夏季"与"冬季"两种不同模式。在长地震剖面上可以通过地震频谱的变化来估计断层带的埋深,其他的应用主要有深地震剖面、地震危险性区划、结构检测、各向异性导致的应力变化研究、地震事件定位、大型建筑的完整性检测。附录中给出了大功率低频可控震源的理论描述和数值实例。