基于Scholte波频散特性的深海海底横波速度反演

深海环境下海水的声波速度是非匀速的,变速的海水会影响海底Scholte波的频散特性,为了提高利用Scholte波频散特性反演海底横波速度的精度,需建立速度连续变化的水平分层海水-分层海底(HLSLS)模型。本文基于波动理论推导HLSLS模型Scholte波频散方程和振幅深度方程。然后,基于南海海水声速剖面和实际海底弹性介质参数,分析深海环境海水速度变化对Scholte波频散特性的影响。最后,将方法用于南海深水OBS地震数据反演得到一条二维海底横波速度剖面,反演结果很好的指示了海底天然气水合物储层的分布。结果表明:深海环境下,利用海底OBS数据中的Scholte波反演海底浅层横波速度结构是可行的,南海实际深水OBS数据应用进一步验证了方法的准确性和实用性。

考虑海水速度变化的深海海底Scholte波频散特性研究

深海环境下海水的声波速度是非匀速的,为此需建立速度连续变化的水平分层海水–海底(HLSS)模型以获得精确的反演解释。首先,本文基于波动理论进行HLSS模型建模,推导Scholte波频散方程。然后,利用南海真实的海水声速剖面和海底介质参数建立HLSS模型,研究该模型Scholte波的频散特征,并对其振幅深度分布进行了理论计算,分析了深海环境对Scholte波频散特性的影响。最后,基于中国南海东沙群岛海域实际地质物性参数,利用谱元法模拟地震波在海底流–固界面的传播,并采用多道面波分析(MASW)方法提取Scholte波频散曲线,将频散曲线的理论结果与提取结果进行对比,二者结果吻合较好,验证了本文方法的准确性。实验结果表明:深海Scholte波频散特征比浅海Scholte波频散特征弱,除海水深度和海底沉积物物性参数影响外,海水速度变化对海底Scholte波频散特征也有很大的影响。