基于三维地球模型和地震层析成像区域地震走时校正方法研究

准确的区域地震走时表对于降低国际监测系统的全球地震监测阈值有着非常重要的作用。论文介绍了一种基于三维地球模型和地震层析成像的区域地震走时校正(RSTT)方法,该方法大大减少了区域地震波走时预测误差,从而可提高地震事件的定位精度。探讨了RSTT的原理、方法以及应用现状,并提出了扩展RSTT模型到新地区的方法。

基于三维地球模型的中国大陆重力潮汐因子研究

潮汐现象是地球对日、月等星体引力的响应,重力潮汐因子对于揭示地球内部结构具有重要作用.中国地震局、中国科学院等自20世纪80年代开始布设首批重力仪,用于研究中国大陆固体潮空间分布特征,到目前为止已建成超过50个台站的重力观测网络.本研究利用该网络的重力潮汐因子观测结果,结合考虑了横向非均匀效应的潮汐理论和三维地球模型,构建了中国大陆及周边地区的重力M_(2)、O_(1)因子分布模型.基于微扰理论,本研究发现P波速度扰动、S波速度扰动、密度扰动及综合效应对重力M_(2)因子影响的幅值范围分别为-0.12%至0.14%、-0.19%至0.17%、-0.08%至0.06%和-0.09%至0.11%(对O1因子的影响为-0.13%至0.28%、-0.27%至0.15%、-0.12%至0.10%和-0.15%至0.05%),影响最显著的区域为喜马拉雅造山带(负值)和华夏古陆东南缘(正值),体现了这些地区的特殊构造.本研究利用最小二乘配置方法对重力潮汐因子的理论值与实测值进行了融合,发现中国大陆及周边地区的重力M_(2)因子幅值范围为1.130至1.175,总体呈现周围低、中心高的特征.重力O1因子幅值范围为1.145至1.195,总体呈现从西北向东南逐渐升高的特征.以上结果可为中国大陆及周边地区重力潮汐因子、地球模型等相关研究提供参考.

龙门山北段逆掩推覆构造三维地球物理模型构建

四川盆地龙门山北段发育典型的逆掩推覆构造,油气勘探潜力大。为了获得高品质的原始地震资料,需要根据三维模型正演成果优化地震采集观测系统,其中三维地球物理模型的构建是关键。为此,综合已有二维和三维地震资料解释成果、近地表调查资料等,依据不同分区的地质、地震反射特征,采用不同的方法构建地质模型;利用微测井调查结果、VSP资料等对模型进行速度赋值;利用三维弹性波动方程数值模拟验证所构建三维地球物理模型的准确性。利用该方法所建的三维地球物理模型比较直观、准确地反映了近地表结构及地下速度场变化,模拟单炮记录与野外采集单炮吻合度高,为观测系统参数论证提供了模型基础。

广西大厂矿田三维地球化学模型的研究及应用

为最大限度地提取找矿有用信息,进行资源预测评价,在Surpac的软件环境下对广西大厂矿田进行三维计算机模拟和可视化研究,建立大厂矿田的DTM模型、地质模型和地球化学模型。使之直观地、定性地研究和分析整矿田的异常形态,同时通过快速可视化显示,可以根据找矿的具体指标,显示不同价值的异常区,优选找矿靶区。

基于三维地质-地球化学建模与可视化的深部找矿预测--以鄂东南鸡冠咀-桃花嘴矿区为例

鸡冠咀—桃花嘴矿区是鄂东南地区重要的大型铜金矿之一。针对该矿区深部找矿需求,开展基于地质—地球化学数据的三维建模与可视化研究。利用Surpac软件中三维建模技术与地质统计学等方法,基于勘探线剖面、中段和钻孔数据等,构建鸡冠咀—桃花嘴矿区的矿体模型、地层模型、矽卡岩模型、断裂模型和侵入接触面模型等三维地质实体模型,并采用距离幂次反比法构建三维地球化学块体模型。根据地质体的三维空间分布规律,结合地球化学光谱数据三维空间分析,认为鸡冠咀矿区Ⅶ号矿体南东深部和桃花嘴矿区桃Ⅱ号矿体南西深部仍有较大的找矿潜力,为区域上同类型矿床的深部找矿预测提供参考方法。

利用基于全球三维模型的反投影方法研究2016年Mw 7.8级新西兰地震

基于三维地球模型,分别使用南美洲和亚洲的远场P波数据资料,对2016年11月13日Mw 7.8级新西兰地震的破裂过程进行反投影成像分析。结果显示,该地震是破裂方向为东北的单边破裂,破裂长度约为140 km,延伸至海中,破裂速度约为1.65 km/s。该地震的高频能量释放有两个阶段,分别为20~40 s和60~80 s,其中第二阶段为能量释放的主要阶段,该阶段的低频能量聚束分布与该地震的矩心位置较为一致。从南美洲数据得到的高频破裂分布与地面峰值加速度的结果较为一致。通过对比分析南美洲和亚洲数据的结果,指出在反投影分析中,为了获取更精确的高频破裂细节,应尽量选取位于三维不均匀性较弱区域的台阵数据,以增强高频信号的相关性。

综合地球物理探测在金矿预测中的应用--以胶东郑家金矿为例

山东省胶东地区金矿资源丰富,成矿潜力巨大,但主要控矿构造焦家断裂向南延伸区域的地质露头较差,且深部断裂延伸情况不明,制约了该区下一步金矿找矿进展。在山东省莱州市郑家地区采用高精度磁法勘探、纵向中间梯度激电剖面法和激电测深法开展了联合探测应用研究,建立了三维地球物理模型,结合钻孔和地质资料进行了异常区综合解译和成矿预测。初步厘定了深部电性结构为NE走向、略向东倾伏的焦家断裂南段,查明了中浅部构造破碎带和断裂产状变化部位是成矿有利位置。因金矿物主要赋存于黄铁矿、黄铜矿和石英中,故地球物理找矿方向为高视极化率异常的构造破碎带。研究结果验证了综合地球物理探测在金矿预测中具有可实施性,同时为类似地质条件下找矿手段的选择提供参考。

中国及邻近陆域海域地球内部三维结构及动力学研究

根据国内外最新地球物理和其它地学资料,采用多学科多手段进行综合反演,建立中国及邻区高分辨率地球三维结构模型,为地学各领域提供高精度多参数地球三维模型数据库。对中国及邻近陆域海域岩石圈软流圈结构,过渡带以下直至核幔边界的地幔速度三维分布进行研究。探讨东亚及西太平洋边缘海板块运动、地幔对流、圈层耦合及物质运移等深部动力学问题。对中国大陆及边缘海各地块的结构及相互作用,特别是有关中国东部及边缘海岩石圈拉张减薄、西部岩石圈汇聚增厚的深部动力学过程作了探讨。

类中梯装置的大功率三维激电法在甘肃花牛山金矿勘查中的应用

时间域激发极化法是应用于金矿勘查的一种重要地球物理勘探手段,以往主要采用中梯扫面和激电测深组合的方法获取激电异常。中梯扫面受限于单一固定供电极距,仅能反映某一深度的激电异常分布;常规对称四极激电测深由于需要对固定测点布设不同极距的供电电极,工作效率较低,并且不适合三维探测。近些年随着大功率、阵列观测技术发展起来的类中梯激电装置可在观测区布设多组不同极距的供电电极,兼顾了激电测深与激电剖面二者的特点,为常年干旱的戈壁滩地区金属矿深部勘查提供了一种可能的探测手段。本文基于类中梯装置大功率三维激电测量技术在甘肃花牛山金矿区开展时间域激发极化法实验工作。实验结果表明:类中梯装置大功率三维激电观测能快捷高效获得研究区不同深度的激电异常;采用与类中梯装置相适应的三维反演方法对激电数据进行三维反演,可获取研究区地下三维精细电性结构;基于矿区的三维电性结构并结合相关地质资料构建的三维地质-地球物理模型,与矿区已知金矿点位置吻合,并发现了三处潜在成矿点。类中梯装置大功率三维激电测量技术在供电困难的戈壁滩地区金属矿勘查中应用效果明显。

地球横向不均匀结构对地表以及空间固定点同震重力变化的影响

本文提出一个新算法,用来高精度计算三维不均匀地球模型中地震位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化.具体地说,我们首先把实际三维不均匀地球分解成球对称地球模型和对应的横向不均匀增量,分别进行计算,二者对应的计算结果分别称为球对称解和三维响应.由于球对称解可直接利用球对称地球模型位错理论计算得到,本文的目标是计算三维响应即地球的横向不均匀结构对同震重力变化的影响.然后,我们把三维响应再分为震源的响应和地球横向不均匀结构的响应,它们可分别借助对震源函数的扰动以及对平衡方程式的变分求解.本文推导出六个特殊点源位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化计算公式(一个垂直走滑位错,两个相互垂直的倾滑位错,三个开裂位错),对这些公式进行适当组合就可以计算任意位置任意类型位错产生的同震重力变化,对应的计算公式同步给出.接着,依据36阶P波速度模型,我们利用岩石试验经验关系式推导出三维S波速度模型,密度模型,位场模型以及重力模型.最后,利用上述三维模型,本文计算出三种典型类型的点源位错产生的同震重力变化,结果显示三维响应与位错类型,震源深度都有关系,其最大响应占球对称解的0.5%左右,且在所有影响因素中S波速度模型影响最大.数值结果同时表明,三维响应中震源的响应与地球横向不均匀构造的响应处于同一量级.本文给出的地表和空间固定点同震重力变化计算公式可分别高精度解析地表重力和卫星重力观测数据(GRACE、GOCE等),提高大地测量数据理论解析水平.

Google Earth在铁路前期规划设计中的应用

在简要介绍Google Earth软件和基于Google Earth开发的选线设计软件GERail的基础上,阐述上述软件应用于铁路前期规划中线路方案设计、比选和方案汇报演示中的优势,为研究线路方案、弥补地调资料缺陷、判识地质情况、绕避不良地质区域、提取地形数据、建立数字地面模型以及为线路设计评审和决策提供了一个直观平台。同时还总结了座标系转换、局部区域的地形高程失真等软件应用中应注意的问题。