陆地地震勘探环境噪声的混沌性建模研究

为提取地震资料中的有效信息,了解环境噪声的性质和产生机制,提出了一种陆地地震勘探环境噪声的混沌建模方法。该类环境噪声具有混沌性出发,采用经典混沌杜芬(Duffing)系统对中国林带测区的环境噪声进行建模。根据Duffing系统的非线性特征,采用MCMC(Markov Chain Monte Carlo)算法对系统参数进行求解,并对模拟噪声记录与实际环境噪声从时域波形,相态图,频谱图以及李雅谱诺夫(Lyapunov)指数等方面进行对比分析。结果表明,模拟噪声记录可保持实际环境噪声的混沌性,且在时域波形,相态图和频谱图上拟合较好。利用此模型获得的替代数据更加接近实际噪声,从而为压制环境噪声提供新对策,为复杂环境下的地震勘探提供理论支持。

全波形反演在复杂地表三维地震资料处理中的应用——以HQ工区为例

由于HQ工区目的层埋深浅,受复杂地表影响存在较大范围的空炮段,故在三维地震资料处理中常规速度建模方法得到的速度模型精度低、成像效果差。通过总结分析全波形反演数据准备与常规数据处理的差别,将基于armousi模型的全波形反演技术于HQ工区三维地震资料处理中进行测试应用,并开展应用效果评价。应用结果表明,全波形反演技术可以准确还原复杂地表条件下地下介质的结构和性质,建立较高精度的地下速度模型,对应的叠前深度偏移成像效果具有明显提高。研究结果证实了全波形反演技术的优越性,对于全波形反演技术于复杂地表地区的应用具有一定的参考价值。

1970—2019年全球陆地破坏性地震人员伤亡时空特征及其贡献率分析

基于区域灾害系统理论,梳理了1970—2019年全球陆地破坏性地震灾害数据,运用地理探测器模型量化了地震致灾因子(震中烈度)、承灾体(人口密度、人均GDP)、孕灾环境(海拔、相对高程、坡度)以及房屋损毁对地震人口伤亡的贡献率。结果显示:①1970—2019年全球陆地破坏性地震灾害频次呈现波动上升趋势,地震造成的人员伤亡呈现增加趋势,近20 a来7.0级以下地震造成的伤亡人数有下降趋势。②全球陆地破坏性地震灾害约60%分布于地中海-喜马拉雅地震带,约35%分布在环太平洋地震带。③房屋损毁对地震造成的人口伤亡贡献率最大,其次是震中烈度和人口密度。海拔、相对高程和坡度三者中相对高程对地震造成的伤亡人数贡献率最大。④环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带上各个影响因子对地震人口伤亡的贡献率存在差异。

香港地区海陆地震联测及深部地壳结构研究

为了探明南海北部海陆过渡带的深部地壳结构,我们在香港外海域进行了一次海陆地震联测的实验,利用固定地震台网远距离接收海上气枪信号,接收距离远达200多km,并利用此次实验的测线1剖面模拟得到了海陆过渡带的深部地壳速度结构.速度结构模型表明：研究区海陆过渡带的地壳结构非均匀性较明显,由陆至海沉积层有一个突然增厚的特点;莫霍面深度约为26-29 km,上地壳P波速度约为5.5-6.4 km/s,下地壳P波速度为6.5-6.9 km/s.在担杆列岛往海方向有一个低速破碎带,其上地壳P波速度为5.2-6.1 km/s,下地壳P波速度为6.2-6.4 km/s,结合野外地质调查的结果,推测它可能为滨海断裂带.在担杆列岛往陆方向香港和深圳之间的研究区域,莫霍面有较大起伏,可能与此处发育的海丰断裂有关.

珠江口外潜在强震区海陆地震联测的初步结果

海陆地震联测是研究海陆过渡带深部地壳结构的有效的地球物理方法。为了研究珠江口外潜在强震区的深部发震构造,对比分析了2004年和2010年珠江口外海陆地震联测的数据特征,重点对2010年海陆地震联测实验的OBS2010-1测线进行分析。通过对该测线采集数据的初步分析可知,此次实验数据质量较高且完善性好,多道地震探测获得了清晰的浅部结构,固定地震台、流动地震台和海底地震仪记录的震相信息丰富,固定台接收气枪信号的最远接收距离约为360km,为研究该潜在强震区的深部发震构造打下了良好的基础。

海陆地震联测流动台站布设及信号分析

利用海上大容量气枪作为震源,陆上固定台网和流动台站作为接收台阵的海陆地震联测试验在南海北部已开展多次,其中流动台站的布设一直是野外试验中至关重要的工作之一。作者以2011年海南岛海陆地震联测试验为基础,对野外流动台站的布设过程及注意事项进行了分析总结;从同一震源不同台基记录信号的差异性、不同震源同一台基记录信号的变化特征以及相近接收距离不同台基记录的信号特征等方面对以下3个不同类型台基上流动台站接收到的气枪信号进行了对比分析,发现接收到的气枪信号与台基的稳定性、环境噪音的大小存在紧密关系。在相近接收距离下,当布设台基为山脚成片的基性岩石时,流动台站接收到的信号信噪比很高,且波形持续时间较短,能量较为集中;当布设台基为河边冲积的岩石时,流动台站接收到的信号信噪比较差,且波形持续时间较长,能量较为分散,导致信号的到时难以分辨;而当布设台基为山顶半悬浮大块岩石时,流动台接收到的信号的信噪比最差。从处理的地震剖面可知,台基为成片出露的基性岩石时,震相数据最为清晰,拾取也更准确。

海陆地震联测：相邻地震台站的信号及震相特征对比

2004年作者在香港外海域进行了一次海陆地震联测实验,文章利用此次实验中的两个相邻固定台站珠海台和澳门台所记录的气枪信号数据,从波形、波谱特性和震相等方面分析了相邻地震台站对气枪信号的响应特征。结果显示,来自不同距离处的地震波波形和波谱特征在同一台站上变化不大,但在不同台站上的响应有所差别,珠海台受背景噪声影响更为强烈,其信号波形扰动大,具有较多高频成分,优势频率响应比较尖锐,而澳门台响应则比较平缓。对研究区下方速度结构进行了二维结构模拟,分析了台站附近速度结构对地震波到时的影响。珠海台PmP震相走时相对滞后,由于深圳断裂带穿过两台站之间,其引起的花岗岩基底破碎或上地壳厚度的差异都可能导致珠海台基底地震波速度的降低,这可能也是引起两台站对相同震源信号具有不同波形及波谱响应的因素之一。

松辽盆地地震资料小面元叠前插值逆时偏移处理

为了进一步提高松辽盆地高信噪比地震资料的横向分辨能力,开展了小面元叠前逆时偏移处理的探索实践。首先采用理论模型合成逆时偏移脉冲响应,分析了地震数据的道间距与逆时成像面元的关系及其对最终成像结果的影响,提出了采用叠前道集插值处理来消除空间划弧干扰的思路,并在松辽盆地PN地区实际三维地震资料中进行应用。处理结果表明,检波线方向的道间距过大是引入空间划弧干扰的主要原因,通过叠前插值处理能够削弱这种干扰波场,并提高信噪比和横向空间分辨能力,这对于高信噪比地震资料高精度叠前逆时成像处理提供了一种重要的技术指导。

珠江口海域滨海断裂带的地震学特征

利用2010年珠江口外海陆地震联测数据,探测到滨海断裂带在担杆岛外12km处发育,断裂带主体倾向东南、宽约20km,沉积层在断裂带内迅速增厚引起陆上固定地震台站的Pg震相在对应断裂带位置的走时明显滞后.通过震相分析和走时正演拟合,获得了滨海断裂带两侧由浅至深的纵波速度结构模型,断裂带内部沉积层速度为1.8～3.5km/s,上地壳速度5.2～6.1km/s,下地壳速度为6.3～6.6km/s,莫霍面的埋深由滨海断裂带陆侧的29km抬升至其海侧的27km.滨海断裂带两侧的地壳结构特征明显不同,证实了该断裂带是华南陆区正常型陆壳与南海减薄型陆壳分界断裂的性质.在华南沿海和海陆过渡带的下地壳顶部探测到厚约3km、层速度为5.5～5.9km/s的低速层,往海域逐渐减薄尖灭.壳内低速层是地壳中的力学软弱带,与近似正交的NEE向滨海断裂带和NW向断裂带共同组构成了该区地震活动的孕震构造.

海洋广角地震数据校正方法探讨

海洋广角地震数据的采集具有高投入、高风险及高难度等特点,这使得从海洋上采集到的地震数据显得异常宝贵,但往往由于各种客观条件(如气候条件、定时定位条件、仪器条件及人为因素等)的限制,导致采集到的地震数据存在一些缺陷。以南海地区开展的海陆地震联测及海底地震仪(OBS)探测的试验数据为例,对导航数据时间误差、部分陆地固定台站的时间误差、海底地震仪定位偏差等问题进行了分析,并提出了具体的数据校正方法,同时对这些校正方法的原理也进行了相应的分析和探讨。从校正后的结果看,原本存在明显问题的数据得到了有效解决,为更深入地解决海洋人工地震数据存在的各种问题提供了技术路线。

1815年10月23日山西平陆63/4级地震及发震构造初步探讨

1815年10月23日,山西平陆发生63/4级强烈地震,该地震标志华北地震区进入一轮新的活跃期。在地震发生前后的20年间,同一地点或附近又相继发生3次43/4~51/2级地震,这些地震的发生由特殊的深部地震构造背景决定,受华北地区NEE—SWW应力场的控制,产生了NEE向的张性正断裂和NW向的挤压逆断裂,温塘张性正断裂与位村逆断裂交汇区应力闭锁、释放成为该地震发生的构造原因。

多次波压制技术在北非ZD工区地震资料处理中的应用

多次波周期性的出现在地震资料中,尤其是层间多次波常常混合在有效信号中,难以区分,影响了成像的真实性,给地震资料解释带来困扰。可以根据多次波在速度谱、常速扫描叠加剖面以及CMP动校道集上的特征来识别多次波。运用高精度拉动变换可以有效地压制多次波,提高地震资料的信噪比和保真度。

陆上地震勘探SPS文件格式

随着陆上三维地震勘探的日益深入 ,野外地震采集道数增多 ,为避免极大数量的地震数据、野外相关参数及地震数据处理中心传递过程中的任何数据丢失和错误 ,有必要建立起一套标准的处理程序。SPS就是这么一种标准文件 ,能够规范地震小队的数据输出 ,向处理中心提供包含所有野外数据标准格式的检查盘。以便处理中心在初期质量控制中节省时间 ,提高效率。文章将对地震小队逐渐大量使用的SPS文件做详细的介绍 ,以推进SPS文件在 3D地震勘探中更好的发挥作用。

永安西南5.1级地震前尤溪电磁辐射异常特征的研究

本文通过研究1997年5月31日永安西南M_L=5.1级地震前尤溪电磁辐射异常特征及其与本次地震三要素的关系,探讨利用数字采集仪PP40打印机记录电磁辐射信息,比起模拟记录的优势所在,总结出利用震前电磁辐射异常信息,进行短临地震预报的一些规律。

基于人工地震资料的珠江口地区最小一维P波速度模型

珠江口地区位于南海北部大陆的边缘,具有洋陆过渡型地壳特征,且NE向滨海断裂带从其中穿过,强震风险不可忽视。文中基于2015年珠江口海陆联合三维人工地震探测数据,人工进行初至P波震相拾取,并使用VELEST程序分别反演了陆域和海域的最小一维P波速度模型(走时残差均方根最小)和台站校正结果。台站校正结果的空间分布与区域地形、地质构造和沉积厚度相关较好,正值多分布在珠江三角洲沉积盆地和珠江口盆地内,而负值多分布在花岗岩等基岩出露地区以及滨海断裂带北侧和北部断阶带内的部分隆起地区。新模型对人工地震走时的拟合精度较高,陆域走时残差均方根为0.07s,海域为0.21s。与华南模型相比,新模型对区域地震定位的效果更好,重定位后,陆域的P波地震走时残差降低了22.6%、S波降低了21.2%;海域的P波地震走时残差降低了25.7%、S波降低了15.6%。新模型可为区域地震定位、地震参数和三维成像研究提供参考。

平陆地区断裂体系与活动性分析

平陆地区在1815年发生过63/4级地震,目前对于该地区的地震地质构造模式尚不清楚,因此分析该地区断裂带分布情况及活动性对于分析1815年平陆63/4级地震有重要的参考作用。本文通过结合平陆地区地震地质资料对研究区域断裂带进行分析认为中条山南麓断裂和温塘断裂可能影响平陆地区地震活动的发生。

光纤地球物理技术的发展现状与展望

近年来,光纤传感技术已经应用于地面地震数据、海洋地震数据、井中地震数据和井地联合地震数据的采集,推动了光纤传感技术在地球物理特别是地震数据采集领域的应用。对国内外应用于陆地、海洋和井中的光纤地震数据采集系统进行了简要介绍,重点关注了分布式光纤声波传感(DAS)技术在井中地震数据和井地联合地震数据的采集、处理和综合解释中的应用。光纤传感技术是一项革命性的新技术,光纤因体积小、不带电、分布式、高密度、多参量、耐高温、高压、全段接收和低成本等特征,必将带来井下、海洋和陆地地球物理技术的一场革命。井中分布式光纤声波传感技术已广泛应用于井中VSP数据采集、水力压裂微地震监测和精准工程监测,可实现油气井全生命周期监测、管理和使用。分布式光纤传感技术在油气资源勘探开发领域的规模化推广应用,已经从井中延伸到陆地和海洋;从井下单分量测量拓展到井下和陆地三分量测量(螺旋形绕制的铠装光缆);从单井单参数测量发展到了多井多参数同步测量,调制解调仪器也从单通道单参数发展到了多通道多参数复合调制解调系统。光纤传感技术应用已经由地震勘探领域延伸至油气藏开发领域,围绕光纤应用的地球物理技术对地下结构的静态刻画和动态永久监测逐步形成光纤油藏地球物理技术的基础。展望未来,分布式三分量光纤声波传感技术将在井中、陆地(沙漠)和海洋中用来替代常规三分量检波器采集高密度全波场三分量地震数据,可实现陆地、海洋和井下的高效率、低成本、高密度三分量地震数据采集。此外,研制开发集分布式光纤声波、温度、应变传感于一体的多分量、多参数、多通道复合调制解调仪器;开展耐高温、高瑞利散射系数、抗氢损和弯曲不敏感特种光纤的研制与批量生产;三分量分布式光纤声波(地震波)传感数据采集系统的研制;高密度分布式三分量光纤地震数据处理软件的开发;井地三分量联采地震数据的联合偏移成像方法研究;套管外铠装光缆定位定向技术与设备研发和与之配套的定向射孔光缆避射技术的发展;人工智能技术在光纤传感领域的推广应用等,必将推动光纤地球物理技术的创新性发展,实现对整个油气田储层的光纤智能油藏感知、描述、模拟和监测,智能优化开发方案和生产制度,在未来智慧油气田的建设中发挥重要的技术支撑作用。

南海北部海陆过渡带地壳平均速度及莫霍面深度分析

南海北部海陆过渡带是一条深地震探测的空白带,其地壳结构研究不仅可以揭示华南沿海地区地震活动规律和构造活动特征,而且可以将以往在海上和陆上使用深地震探测所获得的地壳结构模型进行有效的衔接。鉴于南海北部海陆过渡带地壳结构的重要性,2004年我们在香港外海域进行了一次海陆地震联测实验。本文以此次实验中广东和香港地区固定地震台网以及担杆岛流动台所获得的数据为基础,对各台站接收到的Pg和PmP震相进行了近似横向均一的二维结构模拟,获得了各台站对应的地壳平均速度和PmP反射点处的莫霍面深度值。其结果显示研究区地壳平均速度普遍为6.2km·s-1左右,比全球地壳平均速度6.45km·s-1要低,这可能与普遍发育于华南沿海地带的中地壳低速层有关。研究区东边的SHW台所获得的地壳平均速度为6.7km·s-1左右,要明显高于全球地壳平均速度,它可能是由于局部异常结构所造成的,其与地幔岩浆的侵入作用可能存在一定联系。研究区莫霍面深度在26—35km左右,变化趋势较为明显,从北西向南东方向逐渐变浅,属于地壳减薄型结构,推测其可能与南海北部边缘的形成演化有密切联系。研究表明南海北部海陆过渡带是一个明显的转换地带,它的深部地壳结构特征应该与南海的扩张演化有密切联系,这些认识推进了华南地区和南海北部陆缘地壳结构和构造属性的深入研究。

南海北部海陆过渡带地壳结构的研究现状及展望

首先总结了前人在南海北部海陆过渡带获得的研究成果:由重磁异常、水深及卫星影像等资料推测滨海断裂带存在于南海北部海陆过渡地区;介绍了最近在南海北部海陆过渡地区开展的海陆地震联测试验,其结果显示有一个穿透整个地壳的低速破碎带发育于海陆过渡地区,推测它为滨海断裂带在速度上的表现,另外广泛分布于华南大陆的中地壳低速层在海陆过渡处也有较好发育;总结了天然地震层析成像在南海北部海陆过渡带的研究成果。最后结合目前的研究现状,指出了今后我们的研究方向:在逐步完善目前海陆地震联测试验的基础上,同时开展海陆过渡带的多道地震数据采集及地球化学研究;加强海陆过渡带的地震监测,进行震源机制解和人工地震与天然地震联合成像的研究。