区域尺度主动源探测技术及试验研究

正地震波在地球介质中的传播,携带了丰富的地下介质物性的信息,是我们获取地球内部结构、物质组成及状态的最重要的研究手段。通过对天然地震激发地震波的研究,人们对全球地震分布、地球内部圈层结构及动力学过程、物质组成和横向不均匀性等方面的认识已取得了巨大的进步,较为完整地勾画出了地球整体结构的三维图像。但在面对严重的地震灾害和强烈的火山喷发等问题时仍显得不能满足要求。我们不仅需要地球内部清晰的静态图像,还要了解和掌握地球内部的运动变化过程。到目前为止,国内外学者已分别尝试利用重复天然地震、自然噪声和人工震源等研究地     

大陆架科学钻探CSDP-2井的垂直地震剖面测量

南黄海海相地层的地震波场特征和层位标定一直是困扰地震勘探的重要问题.为了近距离、高精度和高分辨率地观测井周围构造特征和岩石性质引起的波场变化，为地震资料的采集、处理与解释提供地震波衰减规律、速度与层位标定等信息，对大陆架科学钻探CSDP-2井实施了近零偏移距垂直地震剖面（VSP）观测.针对海相地层顶部强反射界面地震波穿透难的问题，采用了大容量气枪震源并设计了气枪阵列组合方式，提高了激发地震波的能量，获得了强反射界面之下清晰的PP、PS下行波和上行波信号.采用了三分量偏振合成、组合滤波和波场分离等处理方法，对VSP观测数据进行处理，获得了海相三叠系—志留系的精细的纵波、横波速度结构和地层吸收因子等物性数据，建立了钻井地层、测井、VSP上行波和多道地震剖面对应关系，实现了不同尺度的地质和地球物理属性资料的有效衔接，标定了钻井地质剖面上各深度地质体的地震反射特性，厘定了过井地震剖面上反射同相轴的地质属性.此次观测取得的纵波、横波速度信息，成为建立南黄海海相地层速度模型主要的资料来源，也是地震资料的岩性反演处理不可缺少的信息.     

基于气枪震源信号的云南漾濞MS6.4地震前后波速变化

本文基于宾川气枪地震信号发射台激发的地震波信号,利用线性叠加和时频域相位加权叠加方法提高信噪比,通过反褶积、插值拟合和波形互相关等方法,获得2021年漾濞M;6.4地震前后气枪震源初至波信号走时变化特征.结果表明两种叠加方法得到的走时变化趋势基本一致,在沿发震断裂带附近的3个台站观测到的初至波走时延迟为7.3~14.4 ms,在射线路径上平均波速降低了0.08%~0.12%,距离震中位置较远的台站走时延迟为2~6 ms.分析认为,观测到的走时变化主要是漾濞M;6.4地震引起强地面运动造成浅层介质疏松、同震破裂导致震源区地下介质裂隙增加和地下流体侵入等共同作用造成,相关研究成果有助于加深和促进对此次地震震源物理过程的认识和了解.     

2017年3月27日漾濞5.1级地震前后气枪震源观测走时数据的变化

以2017年3月27日漾濞5.1级地震为例，根据区域特性和信噪比要求，选取数据较为完整的6个台站记录的2017年1月1日～6月6日期间的宾川地震信号发射台气枪震源波形资料，采用互相关检测技术提取6个台站各自稳定震相的走时数据，并对漾濞5.1级地震前后走时数据的变化情况进行分析。结果表明，漾濞5.1级地震前后6个台站各自稳定震相存在较为明显的走时变化，且短期内走时变化具有较好的同步性，相关台站异常幅度大小和异常出现时间存在细小差异。地震发生前，6个台站走时低值异常过程明显，以YUL台最为显著。地震发生前后走时变化形态特征为双“V”型，漾濞5.1级地震发生在第1个“V”型末端。地震发生后，不同方位相关台站受地震的影响程度不同，走时波动大小存在差异。     

台网噪声评估及其对气枪震源激发效果影响的研究

为了研究背景噪声对长江地学气枪主动源实验激发效果的影响，收集了240个台站激发前72小时的背景噪声数据及20个定点激发的叠加结果进行实验分析.先剔除异常台站，按照国标将台网噪声水平划分为高、中、低3个等级进行评估，从而研究气枪波形信噪比与台站背景噪声的关系.结果表明:① 台站接收能力与背景噪声水平密切相关；② 气枪信号的信噪比在一定范围内受背景噪声的影响大于距离衰减的影响；③ 长江马鞍山—安庆流域段不同定点激发的场地条件基本一致；④ 随气枪信号叠加次数的增加，低噪台站的信噪比增长速度快于中、高噪台站，若想获得同样的叠加效果，高噪台站需要的叠加次数远大于低噪台站.      

非纵弯线气枪震源陆地反射资料叠加成像

为探索大容量气枪震源在深部地震探测中的应用，2015年10月在安徽铜陵段开展气枪流动激发试验。该试验采用沿长江航道激发、岸边固定排列接收的工作方式，因受长江航道及江岸地形的影响，加上原始记录中干扰波发育、静校正问题突出等，基于常规的共中心点叠加的数据处理方法已不再适用。为此，开展了针对性的数据处理方法研究。本文采用初至波层析静校正、叠前多域多道集去噪以及非纵弯线共反射面元叠加等一系列处理技术，结果显示所获测线经过区域的深部构造叠加剖面较清晰。      

气枪震源资料反褶积方法及处理流程研究

不同工作条件下气枪震源产生的信号会存在细微差异,反褶积方法能在一定程度上消除由震源变化引起的记录信号变化。为了去除气枪震源子波信号,获取气枪源到台站之间的格林函数,通常需要选取一种恰当的方法对地震波形数据进行反褶积处理。频率域水准反褶积和时间域迭代反褶积是在接收函数等领域已被广泛使用的2种反褶积方法。本文以云南宾川主动源资料为例,对比了利用这2种方法处理气枪震源信号的效果,结果表明,在计算效率方面,频率域水准反褶积方法更具优势;在处理结果的信噪比方面,时间域迭代反褶积方法表现更好,P波初至也更清晰。此外,进一步讨论了在多炮资料的处理过程中反褶积和叠加等操作的顺序问题,最后提出了从气枪震源资料中提取气枪源到台站之间的格林函数的一般流程。     

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。     

气枪激发信号传播的谱元法数值模拟研究

为了研究气枪激发信号的波场,本文利用谱元法对双相介质中波的传播做了数值模拟,分析了波的传播特征.本文主要做了以下工作:(1)研究了使用谱无法(SEM)模拟孔隙弹性介质中波的传播,模拟结果表明,采用谱元法能有效解决双相介质的波场传播模拟问题.(2)验证了Biot理论中慢纵波的存在.双相介质中存在明显的慢纵波,流相波场的慢...