海底地震仪数据丢失异常及内部时间校正

TS03航次使用国产海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)在马里亚纳海沟南段进行了一系列主动源和被动源地震作业,旨在获取跨越海沟的壳幔结构和地震活动性.但在数据处理过程中,我们发现POBS04台站地震剖面的直达水波到时异常,给接下来的计算模拟工作带来困难.为此,本文计算了直达水波理论到时,对比SAC文件中气枪信号到时,以此进行异常数据的检查分析.结果表明,POBS04台站记录过程中发生了部分数据丢失,从而造成其内部时间存在错误,体现在SAC文件中气枪信号到时提前,以及相邻数据文件之间存在数十秒的时间间隔.因此,本文在SAC软件中将整段气枪信号进行延后,使其可以和直达水波理论到时准确对应;之后再进行裁截、分道排列和SEGY格式转换,最终得到了正常的单台地震剖面.这项研究发现了一种新型数据异常,为后续准确的OBS位置校正和地壳结构计算模拟提供了可靠的数据保障,也为国产仪器的改进及其异常数据修复提供了新的参考.

南沙地块礼乐西海槽的地壳结构特征

OBS2019-2测线位于南沙地块礼乐西海槽附近,向北依次穿过礼乐滩、礼乐西海槽和南海海盆,测线全长300 km.该区域处于西南次海盆与东部次海盆过渡的关键区域.通过对OBS2019-2测线的数据进行分析处理和计算模拟,得到最终的速度结构模型,模型显示洋壳区地壳厚度4~7 km,陆壳区地壳厚度9~19 km,洋陆转换带(Continent-Ocean Transition,COT)在模型120~170 km范围内,约50 km宽,地壳厚度6~9 km.同时模型揭示了一个低速带可能为中南—礼乐断裂,属于岩石圈级大断裂,推测其向南经过了礼乐西海槽.相较于东沙地块,OBS2019-2测线速度模型与穿过中沙地块的海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)测线速度模型具有相似的速度结构特征,因此推测礼乐地块与中沙地块相邻,共轭的可能性更大,两者在南海扩张前同属于华南大陆.

利用水波初至偏振方位反演海底地震仪位置及方位

OBS(Ocean Bottom Seismometer,海底地震仪)在布放到海底之后,其方位指向通常是随机的;由于海流等因素的影响,其实际位置通常也会偏离投放位置,因此需要对其位置及方位进行重定位定向。针对目前的定位和定向方法大多基于走时计算,本文首先讨论了利用海底地震仪的水波初至偏振方位进行海底地震仪水平位置及方位重定位定向的线性反演方法和非线性反演方法,给出了线性反演的近似公式,并分析了近似公式的误差;然后,通过大量理论模型试验对比了两种方法的误差及稳定性;最后,对我国南海某地的5台OBS实测数据进行了反演处理。理论模型试验结果表明,在一些特殊情况下,线性反演存在不收敛的情况,而非线性方法则具有较好的稳定性和较高的精度。非线性反演方法采用差分演化算法,对比了直接优化方位角残差目标函数和双差法,结果表明,对于理论模型和实际数据两种方法得到的结果几乎完全相同,但迭代收敛情况双差法明显好于前者,双差法经600余次迭代达到最优稳定状态,而前者在迭代1000多次之后才达到稳定最优状态。

利用接收函数方法约束西沙碳酸盐岩台地沉积厚度与速度结构

碳酸盐岩台地的沉积厚度和弹性波速度是评估珊瑚礁发育规模以及结构稳定性的重要参数。本文根据西沙地区琛航岛和永兴岛流动地震台站所记录的远震接收函数波形,通过识别沉积底部产生的转换横波及其多次波震相,精确拾取震相走时信息。同时参考岛屿钻井资料和人工地震探测结果,计算获得了台站下方碳酸盐岩台地的沉积厚度、平均纵波速度和波速比。结果显示:永兴岛和琛航岛下方沉积体的平均纵波速度约为3.5km·s^(-1),波速比约为2.42,平均厚度分别约为1.35km和1.55km。计算获得的平均厚度与西沙钻至基底的测井结果较为一致(约1.257km)。琛航岛沉积厚度略大于永兴岛(约200m),表明碳酸盐岩台地沉积基底的起伏或与生物礁沉积相的差异有关。

新西兰弧后塔拉纳基地区地幔楔各向异性

太平洋板块沿希库兰吉海沟俯冲至新西兰北岛下方300km左右,向南与新西兰南岛发生碰撞,导致北岛发生顺时针旋转。该区域为研究俯冲带地幔楔变形,理解俯冲过程中地幔物质运动及其动力学过程的理想场所。本研究利用近震(深度范围在70~150km)S波分裂计算获得了北岛弧后塔拉纳基地区的地幔楔各向异性特征,结果显示快波方向和延迟时间在空间上存在一定的变化。深度在120km之上的地震对应的快波优势方向为NE—SW,近似平行于海沟走向,反映了地幔楔中平行于海沟方向的地幔流动引起的橄榄岩晶格优势排列;而120km之下地震主要集中在塔拉纳基地区北部,快波方向为NNE—SSW向,且延迟时间随深度增大而增加。由于太平洋板块俯冲到100~150km处的俯冲角度急剧变陡至近似直立,引起深部地幔楔强烈变形。因此,推测弧后北部深度>120km地震的NNE—SSW快波方向可能是受到地幔楔中平行于海沟走向的地幔流动,以及俯冲角度变陡而使深部地幔楔强烈变形的共同作用的结果。弧后北部地幔楔深部的拉张作用更为强烈,是造成各向异性在空间上变化的主要原因。

马里亚纳海沟南段TS01测线的广角地震探测和地壳结构

马里亚纳海沟是西太俯冲系统的重要组成部分,因复杂的地质环境和活跃的俯冲,长期以来是地球科学领域关注和研究的热点区域.广角地震测线TS01位于马里亚纳俯冲系统的最南段,横穿卡罗琳海底高原、马里亚纳海沟和弧前地块.本文基于测线上9个OBS台站所记录的高质量反射、折射震相,通过震相走时拟合和正演模拟的方法,获得了TS01测线的精细速度结构.此外,本文还通过卫星重力数据和多波束水深数据,计算获得了布格重力异常,反映了区域的地壳厚度变化;并沿测线进行了重力模拟,与速度模型相互验证、共同约束了TS01测线的壳幔结构.最终结果显示,弧前地块呈现楔状,海沟内壁速度值较低,呈现了构造侵蚀的特征;俯冲板片的地壳速度在4.0~7.2 km·s^(-1)之间,厚12~13 km,该厚度介于正常洋壳和海底高原类型地壳之间;OBS台站丰富的反射震相约束了上下板片交界面、俯冲板片中地壳和莫霍面等关键地质界面.重力模拟揭示了上地幔顶部的蛇纹石化现象.本文研究结果为揭示海底高原附近的俯冲动力学机制提供了有力支撑.

珠江口区域海陆联合三维地震构造探测的数据处理与震相识别

以海上气枪和陆地人工爆破作为震源,利用陆地流动地震台站、固定地震台站和海底地震仪(OBS)同步接收信号,首次在南海北部珠江口区域进行了海陆联合三维地震构造探测。文章详细介绍了此次海陆联测的地震数据采集和观测系统、数据预处理方法和震相识别。固定、流动地震台站和OBS大部分均能较清晰地识别出多种震相,包括Pg、Pc P、Pm P、Pn、Sg等深部震相。气枪和人工爆破震源的联合使用以及海陆密集台站的同步接收信号,有效地提高了海陆过渡带的射线覆盖和交叉程度,为获取研究区海陆过渡带的地壳精细结构奠定了基础。

大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量

南黄海海相地层的地震波场特征和层位标定一直是困扰地震勘探的重要问题.为了近距离、高精度和高分辨率地观测井周围构造特征和岩石性质引起的波场变化,为地震资料的采集、处理与解释提供地震波衰减规律、速度与层位标定等信息,对大陆架科学钻探CSDP-2井实施了近零偏移距垂直地震剖面(VSP)观测.针对海相地层顶部强反射界面地震波穿透难的问题,采用了大容量气枪震源并设计了气枪阵列组合方式,提高了激发地震波的能量,获得了强反射界面之下清晰的PP、PS下行波和上行波信号.采用了三分量偏振合成、组合滤波和波场分离等处理方法,对VSP观测数据进行处理,获得了海相三叠系-志留系的精细的纵波、横波速度结构和地层吸收因子等物性数据,建立了钻井地层、测井、VSP上行波和多道地震剖面对应关系,实现了不同尺度的地质和地球物理属性资料的有效衔接,标定了钻井地质剖面上各深度地质体的地震反射特性,厘定了过井地震剖面上反射同相轴的地质属性.此次观测取得的纵波、横波速度信息,成为建立南黄海海相地层速度模型主要的资料来源,也是地震资料的岩性反演处理不可缺少的信息.

海底地震仪的信号传递效果和噪声水平

单球式海底地震仪(以下简称OBS)由于其成本低、操作简便的优点在天然地震研究、人工地震探测中获得了广泛应用.本文首先分析多型进口和国产OBS在台湾海峡西部采集的地震数据,发现同一台OBS上的垂直向速度检波器(Z分量)的信噪比常显著低于压力检波器(H分量),由于这两种检波器记录的都是海底的垂向振动信号,推测速度检波器的低信噪比更多的与仪器特性有关.然后从信号传递和噪声水平两方面分析影响速度检波器信噪比的因素:为检测速度检波器与OBS壳体的耦合效果,对某型宽频带OBS和陆上地震仪进行了同址同步观测试验,发现OBS的整机灵敏度有较大的差异;为分析速度检波器的水底噪声特征,以H分量记录作为基准,对比分析了同一台仪器不同站位的Z分量噪声水平,发现速度检波器在浅海区受到较大的次生干扰.本文指出OBS的内部耦合和水流次生干扰是至今尚未引起大家重视而又严重影响资料品质和多波探测成效的两个关键问题,这一研究结果对于改进OBS结构设计和制造工艺,以及OBS数据多分量处理方法研究有重要的参考意义.

高管绩效激励、管理者能力与企业绩效

本文通过选取332家上市公司2008年至2017年十年数据作为研究样本,采用固定效应模型对面板数据进行回归分析,实证检验了高管绩效激励、管理者能力与企业绩效之间的关系。研究结果表明:高管薪酬激励与企业绩效之间存在正相关关系,即高管薪酬激励有助于企业绩效的提升,这说明提升高管薪酬激励可以帮助企业提升经营管理绩效;而加入管理者能力这一变量后,同样显示高管绩效激励、管理者能力与企业绩效之间三者之间存在正相关关系,管理者能力越强,高管薪酬激励对企业绩效的促进作用越明显。

基于校企深度融合物流管理专业项目体系实践与探索--以辽宁农业职业技术学院云仓运营为例

辽宁农业职业技术学院物流管理专业,在现代学徒制和物流管理"1+X"证书制度试点建设整体形势下,以学生为中心,以提升人才培养质量为目的,多方合作,协同共育,探索基于"二元三体系,双轨双循环"人才培养模式下实践教学改革新思路。以辽宁农业职业技术学院物流管理专业实训基地真实项目运营为载体,阐述了运营实现的前提、模式和责任划分,实践教学改革探索创新。从育人效果来看,通过实践教学改革,学生专业能力、社会能力、方法能力得到很大提升。

高校校园快递物流配送模式创新研究

随着电子商务的高速发展,网上购物已成为人们消费的主要渠道。而大学生作为网络购物的主要群体,消费市场有巨大的发展潜力,校园快递作为在校大学生网上购物的商品配送受到业界广泛关注。文章分析当前校园快递发展瓶颈,总结当前校园快递运营的几种创新模式,为物流服务提供更大的选择空间,也为物流提供商设计恰当的运营方案提供参考依据。

中沙海域的广角与多道地震探测

由于浅滩和暗礁广布,中沙海域(环礁区)长期以来处在南海地震探测的空白区域.为了揭示该区域的地壳结构及地层-构造特征,进而全面刻画南海陆缘新生代伸展过程,我们首次在中沙及其邻近海域完成了1条广角地震测线OBS2017-2和4条多道地震测线的数据采集.对得到的海底地震仪(OBS)数据进行了格式转换、位置校正等初步处理,识别了来自地壳深部的震相并对中沙环礁地壳结构进行了正演模拟;对穿过中沙环礁的多道地震剖面进行了地层-构造解释,共划分出6套地层.OBS2017-2测线处理结果显示,其数据质量良好,深部震相清晰,且位于环礁内的台站震相延伸较长,可达100km以上.中沙环礁地壳性质为轻微减薄的坚硬大陆块体,厚度约为25km左右.多道地震剖面显示,环礁之上沉积层厚度较薄,除环礁西南部存在一条基底断裂--"排洪-美溪断裂"外,基本不存在其他构造-岩浆活动.而在环礁坡脚周缘,有广泛的岩浆侵入和喷出体的存在.中沙环礁上较薄的上地壳厚度和沉积特征指示了该区域可能在古新世时期经历的强烈暴露剥蚀作用.中沙海域最新开展的广角和多道地震探测填补了南海地质地球物理研究的空白,为解读该区的构造-沉积演化提供了数据基础.

国产海底地震仪的时间记录与原始数据精细校正

海底地震仪(OBS)的时间记录对数据处理是至关重要的.实践发现,部分国产便携式OBS的数据记录存在较大的内部时间误差,并且实测地震剖面异常的同相轴"断阶"、"倾斜"现象时有发生.我们通过自激自收试验,对这些异常现象进行了验证,确认其来源于OBS数据文件内部时间漂移,以及数据处理程序存在的缺陷.统计表明,A、B型OBS内部时间漂移量在250Hz的预设采样率下为0～40ms,L、S型OBS在100Hz下为0～90ms.这个量级的时间漂移,会对OBS数据处理、计算模拟产生影响.进一步,我们采用计算实际采样间隔、调整采样间隔、数据重采样的方法,对这种误差进行校正,并且改进了相关的OBS数据处理程序.本文的研究加深了对OBS数据时间记录误差的认识,得到了OBS数据文件内部时间漂移的分布规律,使得中等及较大程度的内部时间漂移的精细校正得到重视,进而完善了OBS数据处理步骤和流程,对OBS数据的有效利用进行了重要补充,为国产OBS的广泛使用、仪器研发提供了重要参考.

中国海—西太平洋典型剖面(南幅)揭示的微陆块-窄洋盆构造格局

基于编制最新地学成果图件的需要,我们整合了最新地质、地球物理资料成果,运用最新的技术方法,开展了中国海—西太平洋地区典型剖面的编制工作.典型剖面(南幅)主要集成了南海地区近年来获得的广角地震探测资料,运用重-磁-震联合反演方法,结合拖网、钻井、地热、地质剖面等,以块体构造学说为编图思想编制而成.典型剖面(南幅)从华南以NNW-SSE向直抵苏拉威西海,穿过了多个构造单元,包括3个陆缘-离散地块区(华南块体—南海北部陆缘、中沙地块、礼乐—北巴拉望地块)、4个海盆区(西北次海盆、中央海盆、苏禄海盆、苏拉威西海盆)、2个俯冲-岛弧区(卡加延脊、苏禄脊),这些构造单元一起构成了西太平洋边缘独特的“微陆块-窄洋盆”构造格局.自古特提斯向欧亚大陆之下俯冲以来,该区域经历了复杂的构造演化过程.在形成这种构造格局的过程中,地壳处在不断消亡和生成的动态循环之中,同时构造应力也处在动态变化之中.通过对区域地球动力学的综合分析,认为这种微陆块-窄洋盆构造格局的形成,很大程度上是由于其位于三大板块交接的独特区域,以及受区域内复杂而丰富的俯冲作用的影响和制约.通过典型剖面编制工作,推动了中国海—西太平洋区域内大地构造和地球物理特征研究,为“跳出南海看南海”提供了良好的研究范例,同时启发我们未来加强对邻区研究空白区域的探索.

深渊着陆器坐底位置的精确测量和反演计算

深渊着陆器在下潜过程中,由于受到海流的影响,其坐底位置会偏离投放点,偏离量和偏离方向很难估计,而声学水下定位方法在深渊海区不太适用.通过在海面进行气枪十字放炮作业,利用炮点准确位置和时间信息,以及海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)记录的直达水波到时,对深渊着陆器的坐底位置进行精确测量可以提供有效定位数据.该方法对采集得到的数据进行预处理,使用蒙托卡洛方法结合最小二乘法,对万泉号着陆器实际坐底位置进行了反演校正,得到三个潜次的位置校正偏移量分别为211m、178m、861m,偏移方向各不相同,校正精度为±20m,比以往的定位精度大为提高.此外,该方法测量确定了三个海底标志物的精确位置,为未来万米无人或载人潜器提供了可靠的水下参考坐标.

南沙地块OBS2019-2测线数据处理与震相识别

为揭示南海南部陆缘的地壳结构,研究其张裂-破裂机制,开展共轭陆缘对比,我们在南沙地块礼乐西海槽附近的洋陆转换带上完成了OBS2019-2测线的探测工作。相较于北部陆缘,南部陆缘已有的海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)测线较少,对深部地壳结构的研究也较少,因此OBS2019-2测线就尤为重要。文章重点阐述了OBS2019-2测线的数据处理工作,包括UKOOA文件制作、数据格式转换、位置校正、单个台站综合地震记录剖面的生成等,然后在剖面图中对各类深部震相(Pg、PcP、PmP、Pn)进行识别追踪,并建立初步的模型;使用Rayinvr软件进行走时试算工作,验证了震相识别的准确性。处理结果显示OBS2019-2测线的深部震相清晰,最远震相可以连续追踪到120km以外,数据整体质量良好,能为后续速度建模和构造解释等工作提供坚实基础。

西沙地块海底地震仪转换横波的数据处理与震相识别

主动源海底地震仪(OBS)转换横波震相的分析和模拟,能够从泊松比的角度更准确地约束地下结构和物质组成,有助于地壳精细结构和构造属性的研究.本文对南海北部陆缘西沙地块的OBS2013-3测线进行了转换横波数据处理和分析,通过能量扫描法求取极化角,并对OBS水平分量数据进行旋转,获取了径向分量数据.结合本测线的地质情况,求解佐布里兹(Zoeppritz)方程,得到了不同转换模式的能量分配关系,定量地指示了沉积基底和海底面为主导的P-S转换界面,Moho面为次一级转换界面.在OBS2013-3测线的各个台站径向分量地震剖面上识别出了一系列PPS和PSS型转换震相,最大偏移距达到130km,并进行了初步的正演模拟试算和验证.结合本测线实际情况,对OBS转换横波研究的基础问题进行了探讨.这些工作为后续的二维横波速度结构和泊松比结构模拟、物质组成和地壳属性分析打下了坚实的基础,为研究方法的进一步完善提供思路.

海斗深渊区十字放炮与POBS精确位置校正

TS03航次创新性地投放了6台被动源海底地震仪(POBS)到马里亚纳海沟南部“海斗深渊区”,实施了万米级水深的天然地震观测,通过十字放炮获得POBS的精确坐底位置是后续研究工作中至关重要的一环.本文首先对POBS的SEG-Y数据进行裁截误差修复,然后采用直达水波走时反演的方法得到这6个POBS的精确坐底位置,并进行精度分析.结果显示,POBS下沉过程中偏移方向各不相同,偏移距离190~650 m;SEG-Y数据裁截误差修复使拾取的直达水波到时更精确,位置校正的走时残差RMS值显著降低,结合正常时差校正(NMO)方法验证,位置校正精度可达10 m,且海斗深渊陡峭地形造成的折射震相对位置校正结果影响不大.此项POBS坐底位置校正工作,不仅为后续研究提供了可靠基础和保障;同时进一步证明,十字放炮作业结合海底地震仪进行直达水波走时反演,是获取深水区域仪器精确位置的可靠方式.

基于OBS和MCS数据的水合物地层速度特征

天然气水合物是一种新型的清洁能源,南海北部神狐海域的地质条件有利于水合物的形成和储藏。传统的多道地震(MCS)数据难以得到精确的速度信息,并且只能从时间域上判断地质体纵向分布。海底地震仪(OBS)是一种常用的主动源地震仪器,可以接收到更清晰的气枪信号。相比于MCS,OBS剖面上的折射震相可以揭示较深部的地层速度信息。文章结合MCS和OBS的优势,识别水平叠加剖面上的反射层位,并得到初始模型;将OBS剖面和水平叠加剖面拼合,从而判断OBS剖面上反射震相所对应层位;拾取OBS台站上的反射和折射震相,使用Raylnvr软件正演模拟得到水合物存在区域的二维速度模型,解决了MCS中较为困难的时深转换问题。最终模型显示了水合物、游离气区域的埋深、厚度和速度,以及似海底反射(BSR)下方更深部界面的深度和速度特征。