南海东北部洋陆过渡区域地震折射波衰减特征

地震波衰减研究是了解岩石圈构造特征的有效方法.本文基于OBS2016-2测线的海底地震仪(OBS)数据, 首次对南海东北部洋陆过渡区域地震波衰减特征进行研究, 通过正演模拟获得该区域二维纵波衰减(Q_P)结构.结果表明, 下陆坡的上地壳存在一个宽约40 km, 厚度约为4~5 km的高衰减区, 其特征为低纵波和横波速度(V_P为5.5~6.3 km·s^-1和V_S为3.1~3.6 km·s^-1)以及较低的波速比(V_P/V_S为1.72~1.80), 对应较低的Q_P(280~410), 推测与断裂发育有关, 且受到火山活动的影响.洋陆过渡及洋壳区域的上地壳高衰减区具有低Q_P(300~400)和高V_P/V_S(1.90~1.96)特征, 可能对应较多的断裂发育及流体运移.洋陆过渡区域下地壳高速异常体表现为相对低的Q_P(550~600), 对应较高的V_P(7.0~7.8 km·s^-1)和V_S(3.5~3.8 km·s^-1)以及较高的V_P/V_S(1.85~1.96), 推测与蛇纹石化作用有关.蛇纹石化可能进一步增加岩石的孔隙度并导致更多的流体运移, 使得洋陆过渡及洋壳区域存在较高的地震波衰减.Q_P结构有助于我们分析南海大陆边缘的地震波衰减特征, 结合V_P、V_S以及V_P/V_S, 可以更好地了解该区域地质结构和岩石属性, 对进一步挖掘OBS数据信息有重要参考价值.

     

南海北部洋-陆过渡带深部结构与岩石圈破裂过程

洋-陆过渡带是理解大陆岩石圈破裂和海底初始扩张的关键位置,但是在南海北部地区仍然存在关于相关地质过程的诸多疑问.通过近年开展的国际大洋发现计划航次以及深部地质地球物理探测,取得以下4个方面的认识.（1）南海北部的洋-陆边界一般与自由空间重力异常的正-负值过渡位置对应,而更加准确地限定需要结合反射、折射地震资料.稳定大洋岩石圈生成与大陆岩石圈最终破裂之间的洋-陆过渡边界的位置比以往认为的还应往深海盆方向移动.（2）洋-陆过渡带代表了远端带构造作用减弱和岩浆作用逐渐增强的区域.陆坡地壳发育扩张后岩浆底侵、洋-陆过渡带发育同破裂期岩浆喷出结构和侵入反射体.（3）在中生代的古俯冲带弧前区域,新生代的断裂沿着早期的构造开始活动,岩石圈多处发生强烈的共轭韧性剪切作用.随着大陆岩石圈的进一步拉伸减薄,部分靠陆一侧的裂谷中心停止张裂,成为夭折裂谷,以台西南盆地南部凹陷、白云凹陷、西沙海槽为代表,而南海陆缘异常伸展和最终破裂的地方集中在南侧裂谷中心.夭折裂谷下亦发现地幔蛇纹石化,进一步反映了较弱的同破裂岩浆活动.（4）南海初始洋壳的增生沿着大陆边缘走向具有显著的变化,南海东北部洋-陆过渡带下伏地幔明显抬升和部分蛇纹石化,地震纵、横波速度以及折射波衰减特征都支持此观点,反映南海东北部是一个贫岩浆型大陆边缘.未来,南海北部洋-陆过渡带有望成为南海“莫霍钻”的理想备选钻探区.      

VTI介质瑞雷波频散曲线特征与对比分析

在近地表瑞雷波勘探中,介质的各向异性对瑞雷波传播有着明显的影响。为了研究横向各向同性(vertical transverse isotropy,简称VTI)介质各向异性参数对瑞雷波的影响,以各向异性弹性波理论为基础,利用应力镜像法为边界条件,实现了VTI介质中瑞雷波的正演数值模拟,并利用相移法提取瑞雷波频散曲线。将层状各向同性介质和VTI介质瑞雷波频散曲线作对比,研究结果表明:①瑞雷波各阶模式相速度随纵波变异系数δ的增大而减小,随纵波各向异性强度参数ε的增大而增大;②随着纵波各向异性强度参数ε的减小和纵波变异系数δ的增大,会引起瑞雷波各阶模式相速度减小和瑞雷波频散曲线各阶模式主要能量所在频带范围减小;③当纵波各向异性强度参数ε减小和纵波变异系数δ增大到一定程度后,在速度递增的层状介质中会引起瑞雷波出现“之”字形频散曲线,在含软弱夹层的层状介质中会出现各阶模式频散曲线混淆的现象。      

基于Hilbert-Huang变换的测井曲线自动分层方法

利用Hilbert-Huang变换方法得到测井曲线各个固有模态函数的瞬时频率,将测井曲线的瞬时频率变化剧烈的点作为层界面位置,从而实现测井曲线自动分层。首先构建并分析了一个理想信号,证实了Hilbert Huang变换作为分层方法的有效性和优越性,然后将这种方法应用到实际的测井资料中进行自动分层,并给出了根据Hilbert Huang变换进行测井曲线自动分层的具体步骤,对比了不同参数和方法下的分层结果。分层结果显示,一般前三个分量的分层结果与实际结果符合较好。将Hilbert Huang变换的分层结果与其他方法分层结果相比较发现,该方法不需设定过多的分层参数就可以准确地识别层界面,分层点具有明确的物理意义,而且得到的是不同尺度的分层结果,相比于传统分层方法更加准确和高效。      

VTI介质瑞雷波频散曲线特征与对比分析

在近地表瑞雷波勘探中,介质的各向异性对瑞雷波传播有着明显的影响。为了研究横向各向同性(vertical transverse isotropy,简称VTI)介质各向异性参数对瑞雷波的影响,以各向异性弹性波理论为基础,利用应力镜像法为边界条件,实现了VTI介质中瑞雷波的正演数值模拟,并利用相移法提取瑞雷波频散曲线。将层状各向同性介质和VTI介质瑞雷波频散曲线作对比,研究结果表明:(1)瑞雷波各阶模式相速度随纵波变异系数δ的增大而减小,随纵波各向异性强度参数ε的增大而增大;(2)随着纵波各向异性强度参数ε的减小和纵波变异系数δ的增大,会引起瑞雷波各阶模式相速度减小和瑞雷波频散曲线各阶模式主要能量所在频带范围减小;(3)当纵波各向异性强度参数ε减小和纵波变异系数δ增大到一定程度后,在速度递增的层状介质中会引起瑞雷波出现"之"字形频散曲线,在含软弱夹层的层状介质中会出现各阶模式频散曲线混淆的现象。     

基于InSAR技术的中国地表形变一张图研制

地表形变危害巨大且深远,利用合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）技术监测地表形变虽已较为成熟,但是超大范围,甚至全国范围的地表形变快速提取仍充满挑战。为快速获取全国地表形变信息,设计了一种基于超算并行计算的广域地表形变快速提取优化方法,并对干涉集基线组合方法、广域相位解缠算法、大气效应改正方法等进行了改进和创新。基于该方法,采用10 157景哨兵1号数据,研制了中国全境2021年度40 m分辨率地表形变速率图,经验证形变速率精度为4.82 mm/a,有效覆盖度为94.6%,图幅间无明显接边差异。同时对国内典型地表形变区域进行了分析。研究为广域地表形变常态化快速提取提供了参考。