相位加权叠加方法在探测鄂尔多斯东南缘地壳结构中的应用

本文利用在鄂尔多斯东南缘地区宽频带流动地震台阵记录的远震数据,提取各台站的接收函数,并利用相位加权方法进行单台多震叠加、H-κ叠加以及共转换点叠加,获得了研究区莫霍过渡带的深度及其变化趋势。研究结果显示,莫霍的深度由鄂尔多斯块体往东南方向逐渐变浅,在不同区域莫霍具有不同的特征:鄂尔多斯的莫霍深度在42～38km;渭河—山西地堑的莫霍出现约3km的上隆;熊耳—伏牛山的莫霍深度在35～33km;河淮盆地的莫霍形态比较复杂。相位加权叠加方法能有效地压制相关性不好的噪音,在部分受噪音及沉积层多次波干扰的台站记录中,对突出莫霍的转换波Ps震相有很大的帮助。

气枪震源弱信号提取的可靠性初步分析

基于数据合成仿真、气枪震源激发信号的实际处理,由叠加信噪比、波形相关系数及相位偏移等3个定量指标,系统评价线性、相位加权和S变换等3种叠加方法提取强背景噪声下弱信号的实际性能,并定量估计叠加结果的可靠性。通过对以上3种方法叠加结果的综合探讨,初步对比分析后认为,线性叠加虽然信噪比较低,但波形畸变最小;相位加权叠加信噪比较高,相位偏移小,但波形质量与线性叠加的结果相比偏离较大;S变换叠加可获得相对较高的信噪比,波形幅度损失小,但存在一定的相位偏移现象。因此建议,当波形质量和时间精度均要求较高时宜用线性叠加。但气枪震源激发有限时选择叠加方法应有所偏重,若要求波形高保真,宜选择S变换叠加;若要求时间高精度,可选择相位加权叠加方法,以合理实现弱信号的有效提取。

大容量气枪主动源波形资料处理(一)：云南宾川

宾川气枪地震信号发射台以水库大容量非调制气枪阵列为震源,可以连续不断地激发重复性极高的地震信号。本文利用其2013年的数据,对地下介质进行了观测。由于水库水位的变化对震源波形及远处台站接收到的地震波形会产生影响,因此,为了区分介质变化与震源变化,研究了陆上水库环境下激发气枪震源所产生的地震波形的特征和合适的处理流程。结果表明:1水库水位变化较大时,同一台站记录的地震波形之间的互相关系数过小,不能直接进行叠加处理,需进行震源聚类分析,而震源聚类受水位变化量的控制;2为消除水位的影响,进行了反褶积处理,当震中距小于10km时,对不同水位激发的信号进行叠加再进行反褶积的效果优于直接进行叠加的效果;3通过互相关计算和信噪比分析发现,4个台站的波形变化可能是由地下介质变化引起的。

低频可控震源激发信号特征及高精度动态监测应用

通过实验测试了国产KZ28LF低频可控震源在线性升频、伪随机编码和单频3种激发模式下的信号特征及在地下介质高精度动态监测中的应用效果。结果表明:①线性升频和伪随机编码激发模式可稳定激发1.5~12 Hz的低频信号,近场信号互相关系数大于0.95的分别占81%和63%,信号能量在9~12 Hz较强、在1.5~9 Hz较弱,低频外传能量较弱,而单频激发时高次谐波能量较强,信号重复性较差。②相干法和反褶积法均能压缩震源子波,恢复介质真实响应,相干法的结果重复性和信噪比最高,反褶积法保幅和保相效果最好。③叠加后探测距离可达20 km,波速变化探测精度达10^(-4)。

台阵地震学方法及对间断面结构的研究进展

地震台阵是为了监测核爆而发展起来的一种地震观测系统。近年来,地震台阵被推广到地球内部速度间断面的研究中并极大地推动了地震学的发展。本文主要介绍处理台阵资料的技术方法,如聚束、倾斜叠加、N次根叠加、频率波数法以及相位加权叠加等,并讨论各种方法的优缺点。在提取微弱但相关信号方面,重点讨论相位加权叠加方法及现有的研究成果。结果表明,这些方法都在不同程度上提高了记录的信噪比,高质量的台阵数据使得地球内部速度结构的成像研究更加精细。

基于长江安徽段气枪主动源实验庐江台阵的台站对双差地震速度成像

针对气枪主动源监测中相位加权叠加数据绝对到时拾取可能存在较大误差的问题,提出基于台站之间叠加信号波形的相似性,利用台站对波形的互相关得到更准确到时差的策略。在此基础上,将台站对双差地震速度成像方法直接用于台站对到时差数据,以确定地下介质的速度异常。本文利用长江安徽段气枪实验在庐江临时地震台阵接收到的数据进行了测试,发现基于波形互相关得到的到时差数据比绝对到时数据更准确。最后,采用台站对双差地震成像的方法,得到了庐江台阵覆盖区域的地壳三维速度异常模型,继而确定了该地区较大尺度的地下结构分布。

利用走时和波形拟合迭代反演阿拉善地壳速度结构及2015年阿拉善左旗5.8级地震震源机制

据中国地震台网测定,北京时间2015年4月15日15时39分,在内蒙古自治区阿拉善左旗(39.8°N,106.3°E)发生MS5.8地震,震源深度为10km.地震发生后多家机构对其开展了研究,本文使用喜马拉雅Ⅱ期布设在南北地震带北段的台站观测数据,通过走时反演和波形拟合反演的迭代,获得了该地区地壳一维速度结构,接着利用直达P波观测与理论走时差对震中位置重定位,然后反演地震的最佳双力偶解以及震源深度,最终得到了区域速度结构、地震的三维坐标、发震时刻以及震源机制解.结果显示,此次地震发生于世界时2015年4月15日7时39分26.718s,震中(39.7663°N,106.4304°E),震源矩心深度18km,矩震级MW5.25,节面Ⅰ走向176°,倾角85°,滑动角-180°,节面Ⅱ走向86°,倾角90°,滑动角-5°.结合该区域断裂带构造运动分析,本文认为此次地震是左旋走滑破裂,略带正断分量,断层面是节面Ⅱ,走向为NEE(近E-W)向,发震构造为震中附近的E-W向隐伏断裂.

接收函数CCP-PWS偏移方法探测中国东北地区620km深处低速层

利用中国东北地区CCDSN台网4个台站和PASSCAL 19个台站的802条远震接收函数,以三维地壳上地幔速度模型为背景,用共转换点相位加权叠加(CCP-PWS)偏移技术,对研究区(120°～132°E,38°～48°N)上地幔间断面进行了成像.结果表明:在深度620km附近存在一个明显的低速层,而且在更靠近研究区西太平洋俯冲带东部较浅,深度约600km.经与前人研究结果对比,认为该低速层很可能是由西太平洋俯冲板块中的洋壳从俯冲板块分离并滞留堆积而形成.另外,受西太平洋俯冲板块的影响,660km间断面深度在研究区明显增大,最深达到700km,而且在其东北角明显呈现为多级间断面.