积分法Q成像技术的应用研究

浅层"气云"区或泥浆带等黏弹性因素对地震波能量的吸收衰减严重,导致采集的地震信号往往具有能量弱、频率低、子波形状严重畸变等特点,影响深层成像效果。为了进一步改善由吸收因素带来的成像影响,开展了基于Q成像的积分法偏移应用研究。Q偏移的成像过程是严格按波场的传播路径对介质的非弹性吸收效应予以补偿与校正,从而达到振幅补偿和相位校正的目的,与传统的一维反Q滤波相比,补偿更为准确。这种偏移方法的实现,可有效提高深层地震信号的分辨率和保真度,满足叠前反演和储层预测的要求。实际应用结果表明,Q成像技术较常规成像技术能显著改善深层的振幅关系,使频带得到有效拓宽,提高了地震资料的分辨率。

利用S波高频衰减参数对云南地区地壳Q值成像

根据35个数字地震台站记录的云南地区1 999～2007年6429个近震的波形资料,采用遗传算法对S波位移谱的高频衰减进行拟合,得到19009条衰减算子t~*数据.根据这些衰减算子t~*数据,反演得到云南地区地壳Q值分布.结果表明,云南地区的地壳Q值分布存在显著的横向不均匀性,即红河断裂北侧地壳Q值整体偏低,而红河断裂南侧地壳Q值整体较高.云南地区1900年以来6级以上强震基本上位于低Q值区域,这可能由于强烈构造活动导致地壳产生大量裂隙,且裂隙中充满流体,从而表现为低Q值;但呈北西向的龙陵澜沧—耿马孟连一带的强震却位于高Q值区,这可能与该地区正发育一条新的构造带有关.此外,云南地区的高大地热流点(>80 mW/m^2)基本上位于低Q值区域,热流值与衰减值成负对应关系.

岫岩陨石坑三维Q值层析成像

到2009年为止，世界上已发现176个陨石撞击坑．从20世纪80年代起，中国学者从地质、地球化学和地质钻探角度推断并证实辽宁省岫岩县的一个环形构造为陨石撞击而成，但该坑的深部构造及整体特征仍有待地球物理方法来确认．本文从地震勘探角度利用三维Q值层析成像方法首次对岫岩坑的地震波衰减结构进行了研究，以便对该撞击构造有个整体认识．Q值结构对了解地壳的非弹性性质、地壳介质非均匀性有着重要意义．利用基于吸收特征时间t^＊的三维Q值层析成像方法，计算了岫岩坑地震折射方阵的观测数据的振幅谱，并通过拟合振幅谱得到了反映地震波衰减的t^＊,利用t^＊通过三维Q值层析成像方法获得了该坑的三维Q值结构．结果表明：该陨石坑内从地表到深度100m的Q值层对应坑内上部107m厚的湖泊相沉积物，深度100t300m的Q值层对应坑内下部厚度为188m的角砾岩堆积透镜体．深度300700m的Q值层对应角砾岩堆积透镜体下面的下元古界变质岩系程度较低的撞击破碎层．大约250m深处的波阻抗界面与地质钻孔的260m深处的陨石冲击分界面相对应．

利用S波高频衰减对天山中东段地区地壳Q值成像

利用天山中东段地区25个数字地震台站记录到的2009~2014年底5076个近震波形资料以及新疆地震台网提供的观测报告,采用遗传算法对S波位移谱的高频衰减进行拟合,得到19140条衰减算子t~*数据。根据这些t*数据,反演得到该区地壳Q_s值分布。结果表明,天山中东段地区平均Q_0值为520,其Q_s值分布及其所揭示的衰减变化特征与研究区的地表构造明显相关。天山南北两侧的山区盆地交汇部位Q_s值较低,而高Q_s值较为集中地分布于天山造山带内部。1900年以来天山中东段地区6级以上强震大多位于低Q_s值区域,该区24个高热流点也大多位于上述天山南北两侧的低Q_s值区域,热流值与衰减值呈负相关;此外,研究区的速度结构与衰减结构也呈一定的正相关,反映了二维衰减结构特征与速度结构、二维密度结构的一致性。

伽师近场观测地震资料的三维Q值成像

为了研究震源区介质的物性特征,利用振幅谱拟合和有限差分三维Q值成像方法处理了伽师地震区临时台网的地震波形资料,获得了该地震区上地壳的S波三维Q值图像。结果表明:不同深度的Q值图像都存在低Q值带,主要展布方向为EW向、NNE向和NNW向,与研究区的柯坪断裂、羊达曼断裂和麦盖提断裂有一定的对应关系,并且NNE向的低Q值带与强震群分布和余震分布的条带位置接近,推测低Q值带可能是震源区的几条深部断裂。

基于QBI成像技术构建脑结构连接网络

目的为构建脑结构连接网络,本文提出一种基于Q空间球面成像(Q-ball imaging,QBI)技术的扩展多向流线跟踪算法,并根据纤维束路径走向构建脑结构连接矩阵。方法首先,根据磁共振图像进行脑组织分割,之后与标准模板对比完成灰质功能区域划分和标记;然后,采用球面插补计算取向分布函数(orientation diffusion function,ODF),进而根据扩展多向流线算法进行路径跟踪。最终根据跟踪出的纤维束数量及其路径所处功能区来构建结构连接矩阵。结果以真实脑数据为对象进行跟踪,生成连接矩阵,并进行连接通路分析。结论所得结果符合脑生理结构实际情况,适合于构建结构连接网络,为研究脑连接提供了一种新途径。

陕甘宁交界地区地壳S波Q值成像特征研究

利用陕甘宁交界地区测震台网记录到的2009—2018年4423个近震波形资料,采用衰减结构层析成像方法对该地区地壳Q_(S)值进行成像分析,获得了陕甘宁交界地区地壳衰减模型,分析讨论了Q_(S)值分布与活动断裂及强震活动等之间的关系。结果显示,陕甘宁交界地区地壳剪切波衰减横向变化显著,整体上,海原-六盘山构造带和西秦岭构造带地壳Q_(S)值相对偏低,鄂尔多斯盆地和陇中盆地地壳Q_(S)值相对较高。活动构造带和活动断裂交汇区呈现低Q_(S)值,结合前人研究成果,推断这与活动断裂带及交汇区地壳岩石较为破碎且富含流体有关。有历史地震记录以来,研究区6级以上地震大多分布在高、低Q_(S)值的过渡区,分析认为这与“硬”、“软”地壳介质交界处容易积累地震应变能有关。研究区域低Q_(S)值分布与低横波速度和低电阻率区的主要分布特征较为一致,但是与大地热流研究结果存在区域性差异。

三维Q值层析成像研究

给出一种三维Q值成像方法和计算流程。模型的参数化采用矩形网格形式,计算中对射线路径的求解采用三维有限差分,反演方程的求解利用反投影法。数值模拟表明了方法的可行性,用于实测资料处理。

横向非均匀介质Q值层析成像方法、软件及应用

Q值结构对了解地壳的非弹性性质、地壳内部构造、热活动状态、地壳介质非均匀性以及断层分布有着非常重要的意义。编写了基于吸收特征时间t*的二维横向非均匀Q值层析成像人机交互软件,可以方便快捷地计算深地震测深资料的振幅谱并通过拟合振幅谱得到反映地震波衰减的t*。利用t*通过二维Q值层析成像方法得到Q值结构。实际观测资料处理结果表明,文中给出的方法和软件是有效且可行的。

三维Q值层析成像人机交互软件及其在地震数据处理中的应用

Q值结构对了解地壳的非弹性性质、地壳内部构造、热活动状态、地壳介质非均匀性以及断层分布有着重要的意义.编写了基于吸收特征时间t*的三维Q值层析成像人机交互软件,可以方便快捷地计算地震体波(P波和S波)的振幅谱并通过拟合振幅谱得到反映地震波衰减的吸收特征时间t*,并利用t*资料通过三维Q值层析成像方法得到三维Q值结构.实际观测资料处理结果表明,文中给出的方法和软件是有效且可行的.

云南及周边地区Lg尾波Q值的分布特征

收集了昆明台 1990～ 2 0 0 0年间大于 4 .0级的地震宽频记录资料 ,以及分布在云南境内的 2 3个昆明数字化台网 1999～ 2 0 0 0年的资料 ,使用单台叠加谱比方法处理了 2 80个Lg尾波信号 .在假定Lg尾波Q与频率f有Q=Q0 fη关系的基础上 ,计算出各射线 1Hz时的Q值及频率相关因子 η .在此基础上 ,运用反投影技术反演得到云南及周边地区 0 .5°× 0 .5°网格内的Q0 和 η的分布图像 .结果表明 :云南及周边地区的Q0 在 15 0～ 30 0之间变化 ,滇东地区的Q0 明显高于滇西地区 ;η的变化范围在 0 .3～ 0 .8之间 ,绝大部分地区 η的变化范围为 0 .5～ 0 .6 .

青藏高原地区Lg波衰减成像及其对地壳流分布的约束

在青藏高原地区地壳和上地幔中观测到强烈的地震波衰减，特别是在青藏高原北部区域。理论研究和实验观测均表明，强地震衰减是高温异常或部分熔融的指示因子。

地震Lg波衰减成像方法、算法、数据处理流程及应用

随着现代地震观测系统的快速发展,地震信号能够在更宽的频带、更大的动态范围和更高的空间密度以数字形式被准确地记录下来,由此提供了利用大量高质量地震数据获取地下介质品质因子Q值精细分布的可能性.地震Lg波是区域地震记录中最显著的震相之一,因其主要在地壳内以导波形式传播或能量集中在壳内的高阶面波的叠加,所以常常被用来研究地壳的衰减属性.本文对利用Lg波进行地壳衰减测量的理论和实践进行了系统回顾,对相关的反演方法进行了介绍,同时也对与此有关的大量实际问题有所述及,例如区域地震资料收集、震相分离、噪声分析和数据质量控制,振幅谱计算、去噪处理等.进一步介绍了衰减成像结果在研究地质学、地球物理学和地球动力学方面的应用.以中国台湾及周边地区的地震数据处理为例,介绍了地壳Lg波成像的具体流程.根据416个区域地震事件在86个宽频带地震台站的8 650条垂直分量波形记录,建立了台湾岛及周边宽频带、高分辨率的地壳Lg波Q值模型,模型频率范围为0.05~10.0 Hz.在数据覆盖较好的地区,分辨率可达0.25°×0.25°.模型揭示出该区地壳Lg波Q值横向变化显著,以岛内高Q值、周边低Q值为主要特征.低Q异常主要出现在台湾东北部南日岛盆地、东南部台南盆地、台湾东部菲律宾板块俯冲带以及欧亚板块的碰撞带、花东海盆、琉球弧和冲绳海槽等区域.这些强衰减区与板块碰撞引起的强烈构造活动有关.

以q空间法研究水分子在水晶体中之扩散及其结构

在核磁共振中的脉冲梯度自旋回响法（ｐｕｌｓｅｄｇｒａｄｉｅｎｔｓｐｉｎｅｃｈｏ，ＰＧＳＥ）常用来测量溶液中分子或离子的扩散现象，近年来利用ＰＧＳＥｑ空间法对多孔隙物质的系统扩散研究。观察到类似绕射效应，在此工作中我们尝试以ｑ空间法直接观察眼球水晶体中的纤维细胞组织和水分子扩散间的关系，实验结果显示，从类似绕射纹图可了解纤维细胞蜂巢式排列结构。

中国东北和朝鲜半岛地区地壳Lg波宽频带衰减模型

利用1996年10月至2016年10月间发生在中国东北、朝鲜半岛和日本南部的113个壳内地震在602个宽频带地震台站观测到的波形资料,建立Lg波衰减成像数据集.根据22,551条垂直分量波形,计算Lg波振幅谱,提取单台、双台和双事件数据,采用区域Q值、震源函数和台基响应联合反演方法,建立中国东北和朝鲜半岛地区0.05~10.0Hz的宽频带衰减模型.模型显示火山岩山脉地区如大兴安岭和长白山具有弱衰减特征,沉积盆地衰减相对较强,海水覆盖区域如渤海、黄海和日本海等衰减最强.日本海具有较薄的海洋地壳,对地壳Lg波传播有阻挡作用.通过较大地震事件的跨海记录调查Lg波的传播,强衰减特征最为显著.

塔里木盆地西北部地壳三维构造研究

利用Q值成像和震源分布图像方法,得到了伽师地区中、上地壳的三维Q值结构和发震时间的平面图像。结果表明水平截面不同深度的Q值图像都存在低Q值带,主要展布方向为东西向、北北东向和北北西向,与研究区的柯坪断裂、羊达曼断裂和麦盖提断裂有一定的对应关系,推测低Q值带可能是研究区的几条深部断裂;垂直剖面沿77°E的条带有大面积的低Q值区,并且在这个带的两侧Q值结构有明显差异。发震时间的平面图像显示出优势取向为北北西和北东,并且相交于余震分布的密集处,这些特征是该区域的活动构造背景。为区域地质构造研究和油气资源的探测提供了深部构造信息。

基于大鼠大脑中动脉阻塞模型的DTI研究进展

大鼠脑卒中模型具有诸多优点,其中大脑中动脉阻塞(MCAO)模型以其手术简单、成功率高、不影响脑缺血后脑水肿和颅内压等病生理变化,已广泛应用于局灶性脑缺血的研究。一些基于MCAO模型的神经放射学技术,如扩散张量成像(DTI),能够在活体状态下,评价脑缺血后大脑功能和结构的时间与空间上的改变,这有助于揭示脑卒中后的病生理过程。传统DTI能够评价组织结构完整性和白质连接,而一些DTI新技术,如扩散波谱成像(DSI)、Q-ball成像和扩散峰度成像(DKI)更是提高了这项技术的应用能力。这些基于MCAO模型的MRI研究,可提供良好的手段去发现脑卒中后组织结构与功能长时间的改变,并以此为基础,研究脑缺血的转归和一些药物的疗效。就基于MCAO模型的DTI研究最新进展予以综述。

天山构造带地壳介质衰减结构及变化特征

1研究背景地震波在地球介质中的衰减受几何扩散影响,还与地球介质非完全弹性引起的衰减有关,地震波能量穿过地球介质时产生的这种衰减通常可以表示为介质的品质因子Q(刘建华等,2004;汪素云等,2007;郝召兵等,2009)。因新疆区域地震台网发展相对缓慢,目前针对天山地区地壳介质衰减结构等研究仍然较为有限。为数不多的关于此方面的认识仍然较为粗糙,多为局部区域的定性结果或较大尺度范围的平均结果。