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近年来,基于地震背景噪声互相关函数的地震层析成像技术,在研究地球深浅部结构中获得了广泛应用.目前,绝大多数的背景噪声成像仅仅利用了互相关函数的相位信息,即利用走时来反演地球介质的速度和各向异性特征.利用互相关函数的振幅信息提取介质的衰减仍在研究之中.从背景噪声场中提取的衰减信息可以从非弹性的角度更好地约束地壳和上地幔的精细结构,为地球动力学解释提供更多证据.利用背景噪声提取介质衰减,有两种基本的方法:(1)基于时间域噪声互相关函数的相对振幅随台间距变化,即衰减介质中的地震干涉方法;(2)基于频率域空间相干曲线的拟合,即考虑衰减的空间自相关(SPAC)方法.这两种衰减提取的方法在原理上是一致的.本文分别评述这两种方法的理论发展和处理过程,介绍背景噪声互相关技术提取衰减的应用成果.背景噪声互相关函数幅度受噪声源分布,固有衰减、散射、聚焦和散焦等因素的共同影响,文中对此做了评述.利用背景噪声场提取衰减时,需要谨慎对待这些因素的影响.最后对背景噪声衰减提取和今后的发展前景进行了展望.随着密集台阵的布设和衰减提取方法的不断完善,噪声互相关幅度信息的研究将会获得更为广泛的应用. 相似文献
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鲁来玉 《地球与行星物理论评》2021,(2)
自Aki(1957)提出微震的空间自相关(SPatial AutoCorelation,SPAC)技术以来,SPAC技术一直独立发展,并在工程地震领域获得了广泛应用.近20年来,地震干涉(Seisimic Interferometry,SI)在多个领域引起人们的关注,该技术的核心思想是连续地震背景噪声的互相关函数(Noise Crosscorrelation Function,NCF)可以重建系统的格林函数(Green's Function,GF),对该技术的回溯性研究建立了SPAC和NCF的关系:它们是对同一物理现象的不同描述,SPAC在频率域中描述随机平稳噪声的空间相干,NCF在时间域中描述扩散场的互相关.理论上SAPC和NCF技术要求背景噪声源均匀分布,这样的噪声场可以用平面波叠加来模拟.本文基于平面波模型重访地震背景噪声的互相关和空间自相关技术,从单色平面波的互相关表示出发,对地震背景噪声互相关及空间自相关技术进行评述,试图使这些概念更易于理解.与之前众多研究地震干涉技术的理论相比,本文尤其关注以下几点:(1)基于简单的平面波模型,给出不同维度下,源或台站对方位均匀分布时,平面波互相关对入射波的方位平均和台阵对的方位平均结果,并对格林函数GF和时域互相关函数NCF的关系进行总结.(2)给出声源和(或)交叉台站方位分布不均匀时的互相关表示,指出这种非均匀性对方位的依赖关系,与弱各向异性介质中面波速度的方位依赖关系类似,因此,非均匀源的影响在反演时可能会映射到面波方位各向异性结果中.(3)互相关运算中,哪一个台站是虚拟源.NCF包含因果性和非因果性两部分,NCF的非对称性通常用于研究噪声源的方位分布,但由于源和接收的互易关系,及对互相关运算的不同定义和不同的傅里叶变换习惯,哪一个台站是虚拟源在目前的文献中并不明确.(4)方位平均和时间平均的关系.在SPAC处理中,需要对不同方位分布的台站对进行方位平均,本文从理论上说明,单个平面波入射时,交叉台站互相关系数对台站对的方位平均,等价于单个台站对互相关系数对入射波的时间平均.(5)几种特定分布非均匀噪声源的SPAC表示.包括单独的因果性噪声源和非因果性噪声源给出的互相关函数表示,及由此带来的相移问题.(6)利用SPAC、NCF和面波GF之间的关系,给出交叉分量的空间自相关系数表示.(7)衰减介质的空间相干表示.虽然利用地震干涉技术研究介质衰减在理论上仍然存在一些争议,但人们正试图研究从连续背景噪声记录中提取介质衰减的可能性.本文基于平面波模型,给出了不同坐标选择下,衰减介质的空间相干表示,这种表达的不同,指示了由地震干涉技术提取介质衰减的困难.与众多研究地震干涉的理论相比,比如稳相近似理论、互易定理、时间反转声学等,本文主要考虑均匀介质,不涉及非均匀介质的散射,从最简单的平面波模型,理解背景噪声重建系统格林函数这一地震干涉的核心思想和相应的基本概念. 相似文献
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与传统利用单事件波形求介质衰减的方法不同,我们提出一种以一系列事件为源,以源与远处记录波形的互相关函数为基础计算介质品质因子的方法.依据野外现场实验的数据,我们分别以单次和多次激发为源,讨论了事件波形和互相关函数波形的振幅变化及相应的介质品质因子,结果发现,与事件波形一样,互相关函数波形也可以用于计算介质的衰减系数.计算结果表明：（1）实验场地浅层介质在原场条件下的品质因子Q值在40左右;（2）互相关函数的最大幅度与事件波形的振幅随距离具有相同的衰减规律. 相似文献
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《地震地质》2016,(4)
利用四川区域地震台网的数字波形资料以及中国地震台网中心的有关震相数据,选取互相衔接的3段地震波几何衰减模型,利用基于遗传算法的Atkinson和Mereu方法,分别反演四川盆地、川西高原及攀枝花—西昌地区的介质品质因子。采用Brune的ω平方模型约束震源位移谱,使用Moya方法联合多台多地震数据求得各地震台站的场地响应。根据波形数据和观测报告,计算出2009年1月1日至2015年6月30日10535次2.5≤M_L≤4.9近震单台震级测定值与台网平均震级的差,绘制各次地震的单台震级偏差空间分布图像。结果显示:四川盆地介质衰减模型呈现高Q_0和低衰减系数γ的特点,攀西地区表现出低Q_0和较高衰减系数γ;岩石台基对地震波信号在不同频率点的放大作用不相同;单台震级偏差优势分布基本一致,在构造稳定的四川盆地,介质品质因子高(低衰减),地震波在该区域能有效传播,盆地表层松软沉积层对入射波有放大作用,造成该区域单台震级高异常;川西大部分地震台站台基增益较大,但单台震级明显偏低,推测与松潘-甘孜块体地壳深度软流圈的物质流动及该区域低Q_0异常(高衰减)有关;攀西地区断陷拉张、流体侵入及沉积填充等损耗地震波能量,常使该地区台站测定的川西藏东地震震级偏小,但同样台站测定的龙门山断裂带上中强地震震级常较台网平均震级更大,可能是受盆地边缘强烈不对称高幅值带的影响。从研究结果看,四川地区介质衰减对地震射线振幅的影响较地震台站的台基增益大,因此校正四川区域地震台网单台震级时,应结合介质衰减及台站场地响应的空间特性进行考虑。 相似文献
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本文首先由Christoffel方程推导出黏弹性EDA介质中均匀、 非均匀P波、 SV波和SH波的相速度表达式, 然后参照极端各向异性介质的相关计算方法, 推导出EDA介质中均匀、 非均匀地震波相衰减系数和群衰减系数的表达式, 并通过数值计算分析了相速度、 相衰减系数、 群衰减系数与裂隙方位的关系. 结果表明: 均匀介质中SH波的相速度和相衰减系数均可指示裂隙的走向; 非均匀介质中SH波相衰减系数随非均匀角的增大而增大, 且其对称轴与介质对称轴的夹角也相应增加; 由于地震波振幅的衰减随岩石物理性质的变化比地震波速度的变化更为灵敏, 而且携带了更多的岩石物理性质信息, 因此可用来探明裂隙走向、 密度及含水特性, 进而应用于预测、 预防地下工程地质灾害事故. 相似文献
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利用背景噪声互相关提取经验格林函数,再由走时偏移计算介质速度变化,是一种监测地下介质速度变化的新方法。先从背景噪声中提取地下介质速度变化的研究意义,然后从其发展过程、原理及目前的研究动态三方面进行阐述,最后是对此方法的总结与展望。 相似文献
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以分层半空间内部含有一层孔隙介质为物理模型进行数值计算,研究半空间表面瑞利波的传播和衰减特性.为更加接近实际,结合瑞利波的激发特性,确定了瑞利波的主衰减曲线,并主要以此进行规律分析.针对速度递增和含低速层这两种典型的地质模型,讨论了瑞利波的传播衰减在不同地质模型下的特性,并分析了各自的规律.结果表明,在这两种模型下瑞利波的主衰减曲线都受孔隙介质所处空间位置影响产生比较明显的变化,但衰减系数极大值对应的波长与模型的表层厚度存在较明显的线性对应关系,利用这一关系,可以在实际勘探中快速得到表层介质厚度.另外,通过对比分析还可以看到,瑞利波主衰减曲线随孔隙介质的孔隙度和渗透率的变化都强于主频散曲线的变化,表明衰减曲线对孔隙度和渗透率的变化更加敏感,理论上更加适合进行介质参数反演工作.综合对比结果,我们认为瑞利波主衰减曲线中包含了更丰富的介质参数信息,如果能够有效利用,将可以提高瑞利波勘探的准确性和应用范围. 相似文献
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用偏微分方程组特征理论研究层状并以垂直轴为对称轴的横向各向同性（TIV）介质的参数反演问题，首先从弹性波运动方程与TIV介质的应力－应变关系导出了平面波耦合方程组的特征型．根据奇性分析与特征积分法给出了连续情形下的特征线边界条件，连续清形下的波场延拓方程即平面波耦合方程组的特征型与特征线边界条件组成了层状TIV平滑介质、弱间断介质参数反演问题的基本方程组．并导出了间断情形下的波场延拓方程与特征线边界条件，这些方程组可用于层状介质（间断情况）的参数反演．基于这些基本方程组，探讨了利用地面多分量地震资料反演层状TIV介质多个弹性参数的问题． 相似文献
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Composition of high frequency ambient noise from cross-correlation:A case study using a small aperture array 
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下载免费PDF全文 Long-time cross correlation of ambient noise has been proved as a powerful tool to extract Green's function between two receivers.The study of composition of ambient noise is important for a better understanding of this method.Previous studies confirm that ambient noise in the long period (3 s and longer) mostly consists of surface wave,and 0.25-2.5 s noise consists more of body waves.In this paper,we perform cross correlation processing at much higher frequency (30-70 Hz) using ambient noise recorded by a small aperture array.No surface waves emerge from noise correlation function (NCF),but weak P waves emerge.The absence of surface wave in NCF is not due to high attenuation since surface waves are strong from active source,therefore probably the high ambient noise mostly consists of body wave and lacks surface wave.Origin of such high frequency body waves in ambient noise remains to be studied. 相似文献
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基于最新的三维地震资料处理与地震剖面解释、地震相干切片分析和平衡剖面恢复等方法,对辽河盆地东部凹陷所发育的断裂几何形态、盆地演化过程和走滑构造平面特征进行研究,并结合区域板块构造活动背景,分析其对郯庐断裂带新生代时期活动的响应.结果表明:辽河盆地东部凹陷为伸展和走滑两期构造变形叠加的产物,是具有"下断上坳"双层结构的裂谷型盆地.盆地演化过程经历了强烈断陷期(Es3)、区域隆升期(Es2)、断坳转化期(初始走滑期)(Es1)、坳陷沉降期(强烈走滑期)(Ed)和构造反转期(Ng-现今)5个演化阶段.研究区主要发育正断层、逆断层、走滑正断层和走滑逆断层4种断层类型,经伸展间歇期和后期区域挤压作用,发育两期正反转构造.盆地经历的走滑运动过程可细化为初始走滑(Es1),强烈走滑(Ed)和衰减走滑(Ng)3个阶段. 相似文献
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Lg波的QLg值是描述区域地壳结构及介质衰减特性的重要参数之一,QLg层析成像被广泛应用于地壳衰减结构横向不均匀性的研究中.但是,对QLg在垂直方向上的不均匀性的研究较少.当发现一个地区发生QLg值低时,我们希望进一步了解这种介质衰减深度.本文通过数值模拟合成地震图的方法,通过分析不同震源深度和介质模型计算QLg,判断Lg波发生主要衰减的深度.研究结果显示：（1）当震源深度浅时,上地壳介质衰减对于Lg波Q值的影响明显比下地壳的影响更大.而震源深度深时,两者贡献基本相当;（2）如果上地壳介质衰减强,则随着震源深度的增加,η值逐渐减小;如果下地壳介质衰减强,η值先增大后减小;但如果下地壳存在低速层,则η值持续增大;（3）如果上地壳介质衰减强,则随着震源深度的增加,Q0逐渐增大;反之如果下地壳介质衰减强,则Q0逐渐减小.因此,我们可以通过调查某一区域不同深度地震的Lg波衰减规律,来判断这一地区的地壳介质衰减情况. 相似文献
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2010年6月28日至8月初, 广西凌云与凤山交界地区出现一次罕见的震群活动。 利用震区附近8个近距离台站所记录的数字地震波形, 按照高信噪比和计算要求, 挑选出此次震群中74次ML>1.5地震可用于计算地震尾波的共179条三分向波形记录, 采用Sato单次散射模型经滤波以及消除环境噪声后, 计算了地震尾波传播过程途经区的品质因子Q(f)值; 拟合Q(f)值与频率f之间的关系, 得到研究区Q(f)=(44.32±23.56)f0.88±0.17; 并对震中区及其邻区地震尾波衰减的时间与空间特征进行了探讨。 通过分析震区及其附近尾波衰减参数与尾波采样体之间的关系, 认为该区域可能存在浅部高衰减层。 此次震群是在低应力水平条件下发生的, 震中区Q0值较其他台站高, 其地震尾波衰减较慢, 介质非均匀性水平相对较低, 震中区为低衰减区域, 介质较为稳定。 相似文献
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全球地磁感应测深能获得地幔转换带及下地幔上部的导电结构.但目前稀疏的地磁台站分布及部分台站的观测数据稳定性较差,影响了三维反演对地下电性结构的分辨力和反演可靠性.为此,区别于传统的L2-范数反演方法,本文提出并实现了基于L1-范数的地磁测深响应三维反演技术.在反演中,利用L1-范数度量数据预测误差,降低"飞点"数据的影响,将相关系数较小的C-响应估计也纳入反演数据中.三维正演模拟采用球坐标系下的交错网格有限差分法,反演采用有限内存拟牛顿法.文中利用指数概率密度分布函数构造非高斯噪声的合成数据,并采用棋盘模型对反演方法的可靠性进行了验证.之后,我们将本文提出的三维反演方法用于全球129个地磁观测台站的C-响应数据反演,结果表明在地幔转换带深部,中国东北地区为高导电异常,南欧和北非则均为高阻;夏威夷在900km以下为高导;菲律宾海及以东地区在转换带表现为明显的高阻,这些结果与前人研究结果一致.由于采用了更多的台站数据,我们的反演结果还发现一些新的异常:南美洲南端,转换带表现为明显的高导;澳大利亚东南部,地幔转换带深部,也存在一个明显的高导异常,这些异常分布和地震层析成像的低速区一致.因此,L1-范数三维反演能够充分利用全球C-响应数据信息,提高地磁测深对地球深部电性结构的分辨能力,更好的研究全球地幔电性结构. 相似文献
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Statistical relations between different earthquake parameters, such as M0 (seismic moment), ES (seismic energy), τa (apparent stress), A (rupture area), g (average slip acceleration), are investigated. For this purpose, a kinematic earthquake model representing averaged earthquake rupture process is formulated. The model implies a scaling relationship for τa as a function of three other parameters, related to kinematic (M0), geometric (A) and material (g) source characteristics, which, according to the model, can change independently. This scaling relation is used to explain statistical trends that characterize different earthquake data sets (including micro-, small, moderate and large events) plotted in the log τa − log M0 space, and to determine the area in this space, where typical earthquakes occur. The scaling relationship is interpreted in terms of the apparent stress minimum (i.e., the most uniform among the possible earthquake rupture patterns). It is concluded that, although the apparent stress increases on an average with increasing seismic moment, small and large earthquakes are essentially similar. 相似文献
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选用2008—2019年中国东北及邻区27次地震竖直向105条强震动记录,以三段式强度包络函数模型为目标,利用加权最小二乘回归方法,尝试建立了东北及邻区竖直向地震动时程强度包络函数参数的衰减公式,以使我国的地震动区域划分更具有普遍性。同以往的研究类似,上升段持时t1和平稳段持时ts的确定方法采用了70%能量持时法。所选地震的震级为3.3—5.8级,最大震中距为371 km。基于土层场地的竖直向记录,通过与我国目前常用的时程强度包络函数参数的衰减关系进行对比分析发现,t1与震级之间有明显的相关性,实际应用中应考虑震级对t1的影响;地震整体持时较短造成ts上升趋势随距离的增加而变缓;下降段由衰减系数c的变化可见,记录整体衰减较快。 相似文献
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基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数(量规函数GF)还是李学政等(2003)的量规函数(量规函数LXZ),近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_LM_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性:基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合SavageWood模式.近震震级与矩震级拟合关系Mw=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,△σ∝M_0~γ,则b=1/(1+γ),因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确. 相似文献
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L.S. Timiovska 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》1992,11(8):457-463
The attenuation of intensity of strong shaking is related to the dissipation of earthquake energy. It varies with distance from the epicenter, and depends on the local geological conditions. The 1437 data points have been collected from the Atlas of Isoseismal Maps (Catalogue of Earthquakes) in the UNDP/UNESCO Survey of the Seismicity of the Balkan Region (1974) and from unpublished data on seismic intensities in the Balkan region up to 1989.
A regression analysis has been performed to describe the attenuation of earthquake intensity in Macedonia in terms of epicentral intensity, I0, epicentral distance, R, and local geological conditions at the recording site, s (s = 0, 1 or 2 for soft, medium and hard geological site conditions). 相似文献