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地球介质的物理属性(如速度)隐含了地球内部结构和演化信息,因而获取高精度的地下介质模型是探测内部结构的重要目标之一.全波形反演方法利用地震观测记录的振幅、相位等全波信息来重建速度和密度等介质参数模型,被认为是建立高精度地下介质模型的最有潜力的研究方法之一,其不但是石油勘探地震成像的主要研究方向,而且在结构地震学获得了较高关注和初步应用.随着该理论的完善以及计算机技术的发展,全波形反演方法已被应用于大陆尺度以及全球尺度的壳-幔结构探测,并成为探测地球深部结构的研究方向之一.本文首先简述了全波形反演理论研究及应用进展,包括地震波场正演模拟方法、目标函数构建、迭代优化方法、初始模型建立等;然后介绍了全波形反演方法在澳大利亚、东亚、欧亚大陆以及全球尺度的上地幔结构研究,并分析其探测壳-幔结构的效果;最后给出算法的优化策略(例如地震波场正演模拟、目标函数、寻优算法等),时间域或频率域的多尺度反演策略,结合其他反演方法(如走时反演)的多手段联合反演策略以及高性能计算技术将是全波形反演方法突破计算瓶颈并在内部结构成像广泛应用的可能途径. 相似文献
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用地震波波形拟合方法研究中小地震的震源机制 总被引：2，自引：0，他引：2
采用网格搜索方法,利用区域地震三分量全波形资料,对中小地震震源机制的反演方法进行了研究。反演采用初动约束、分段求相关系数,以及幅值加权的混合方法计算误差函数,通过格点搜索法确定震源深度。理论模型试验表明,反演结果具有较好的稳定性和可靠性。云南地区区域数字地震台网的观测资料反演表明,该方法可以合理地拟合观测波形资料。将2001年7月9日(24.93°N,101.47°E)发生的MS 5.3地震的震源机制解与哈佛大学CMT进行了对比,结果表明,Z分量波形拟合略比CMT拟合的好,R分量和T分量的波形拟合明显好于CMT的对应分量。 我们对2001年4月5日在(25.77°N,102.30°E)发生的mb 4.8地震进行了震源机制反演。结果表明,该地震主要表现为走滑断层,震源机制解为(180°,80°,11°)。根据这两个地震震源机制推断的主应力轴,与该地区现代构造应力场特征基本一致。 相似文献
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正搞清楚地震发生机理,详尽了解地壳上地幔,特别是发震位置的介质结构以及应力状态是实现地震预报的关键。地震深部探测是了解地壳上地幔介质结构和性状最有效可靠的方法。但我们对地球内部的探测精度远远不能满足地震预报和地震科学研究的需要,主要原因是:(1)人工源能量小,难以达到震源深度。天然地震发生随机,波源的可控性差。地球内部介质对地震波的吸收、几何扩散、能量转换等原因,使到达目的层的地震波信号弱;(2)地震波属于低频,波 相似文献
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接收函数方法及研究进展 总被引：8，自引：4，他引：8
远震P波波形数据中包含了大量在台站下方地壳上地幔速度间断面所产生的P-S转换波及其多次反射波的信息，是研究台站下方局部区域S速度分布理想的震相，由此产生的接收函数方法是反演台站下方S波速度结构的有效手段。接收函数方法可以通过波形反演拟合接收函数的径向分量，对观测台站下方地球介质的S波速度结构进行估计，也可以通过偏移叠加获得的接收函数道集（地震剖面图）追踪速度间断面。这种方法避免了对天然地震震源及其附近结构混响效应等复杂因素的影响，对S波速度的垂向分布敏感，垂向分辨率高。由于宽频带流动地震台阵的发展，用此方法还可获得研究区域速度结构的横向变化，横向分辨能力主要取决于台站的间距。本文回顾20年来接收函数研究的进展，探讨了方法研究的发展趋势，介绍了对地壳-上地幔结构的部分研究结果。 相似文献
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引言。台站是产生观测资料的地方,对观测资料的初步分析也是台站最基本的工作之一。地震分析工作的主要内容是,根据地震记录波形特征,识别各种不同的震相。由于地震波受地球内部介质的影响,以及震中距离观测点远近的不同,使地震波形态各异,给地震分析工作带来一定的难度。随着数字化观测工作的不断推进,地震记录由纸介质过度到计算机记录,地震波形分析的方法有了新的突破。不论是模拟记录图,还是数字化的记录波形,作为地震资料分析人员来说,最基本的思路及方法是一样的,那就是综观全震,远近分类;三分向对比,三大波组对比(纵波、横波和面波),三项基本知识在心(弹性波理论和射线理论,地球结构,地震的地理分布常识);三要素熟练掌握(振幅、周期和速度的动力学和运动学特征)。 相似文献
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利用天然地震记录直达P波后续20s内的波形信息,研究了地壳、土地慢速度结构反演的方法、唯一性、精度及应注意的问题,并将求解有条件极值的惩罚数法和求解无条件极值的单纯形法引入到波形反演.数值计算证明,波形反演方法对记录的误差有压制作用,在深源、远震、各向同性水平层状近似合理的前提下,可用一个地震事件在射线平面内的二分量记录反演台站区地壳、上地幔P、S波速度结构.在新疆天山地区转换波流动台站观测中,选择出较好的记录进行波形反演,给出了该转换被测深剖面上6个台站下方的地壳、上地慢P、S波速度结构.通过塔里木盆地内一测点上波形反演和地震勘探结果的对比证明,波形反演方法具有满意的精度. 相似文献
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本文首先证明了远震面波,近震Lg波震级起算函数和地震波吸收特征时间t及地壳品质因数Q值之间具有一定的联系,从而可利用面波及Lg波振幅周期资料进行Q值成象。其次,作为实验,利用1481条地震面波射线资料反演了东北和华北交界某区域(北纬35°—44°,东经115°—124°)内地壳品质因数Q值的空间分布。初步看,结果具有一定的地球物理意义。最后,论述了应用Lg波资料反演松辽地台地壳品质因数Q值的必要性和可能性。 相似文献
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利用上海遥测地震台网虹桥、南汇台深井地震速度记录资料讨论地震尾波衰减与震级关系.采用统计方法求得了用垂直向地震波持续时间 L 测定震级M_v 的公式M_v 虹桥=-0.981+1.677×log(L)+0.600×log(△)±0.22M_v 南汇=-1.461+1.979×log(L)+0.506×log(△)±0.22结果表明,地震速度记录的持续时间 L 的对数加上震中距(△,单位:km)的对数与震级在近震范围内(△<5°)呈线性关系,说明用地震速度记录同样可以测定地震震级,这有助于提高深井速度记录资料的推广和应用。 相似文献
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地震台网的震中定位精度判据 总被引：2，自引：0，他引：2
用已出版的地震报告中的数据对震中精度进行了可靠且保守的估计。因为大量的地震研究依赖于地震定位报告,所以要估算地震定位误差。地震定位和参数估算大多数都是通过传统的线性反演方法用一维地球模型计算走时来获得。假设误差是高斯分布、零均值和不相关的,报告给出的定位结果是不精确的。遗憾的是,这种假设通常情况下是不成立的,特别对高置信度而言,不能真实估算定位误差。研究发现,地震定位精度与地震台网的几何形状紧密相关。我们利用两个确定震中位置的爆破形成近震台网(0°~2·5°)的定位判据。利用蒙特卡罗模拟台网几何,我们发现当近震台网符合以下判据时近震台网定位能精确到5km之内,具有95%的置信度:(1)250km以内有10个或更多的台站;(2)方位角小于110°;(3)次级方位角小于160°;(4)30km以内至少有一个台站。为得到近区域台网(2·5°~10°)、区域台网(2·5°~20°)和远震台网(28°~91°)的地震定位精度判据,我们使用了大量定位很好的地震和核爆炸数据。当超过局部范围时,我们发现次级方位角足以控制定位精度。当次级方位角超过120°时,定位误差将增加。当台站覆盖的次级方位角标准小于120°时,近区域台网的定位精度为20km,具有90%的置信度,区域台网和远震台网的定位精度为25km,具有90%的置信度。 相似文献
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建立了由密度异常驱动上地幔小尺度对流的数学 物理模型, 发展了利用地震层析成像数据反演上地幔小尺度对流的基本理论和方法. 该模型建立在三维直角坐标系框架上, 假设地震层析成像所显示的地震波速度异常对应于上地幔物质密度异常, 而该密度异常反映了上地幔小尺度热对流系统的温度异常场. 模型首先将地震层析成像确定的地震波速度异常转换为密度异常, 并视其为对流的驱动力; 进而利用三维傅立叶变换, 在波数域内, 在给定的边界条件下, 求解控制流体行为的运动方程和连续性方程, 最后求得对流的流场. 为检验本研究提出的理论和方法的有效性, 本文使用了两个简单的实验模型: 热体和冷体模型; 俯冲断离( break off)板片模型, 计算了其驱动的地幔流场. 结果表明, 本文提供的理论和方法, 可以直接应用于与区域岩石层构造动力学相关的上地幔小尺度对流的研究. 相似文献
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据中国地震台网测定,北京时间2015年4月15日15时39分,在内蒙古自治区阿拉善左旗（39.8°N,106.3°E）发生MS5.8地震,震源深度为10 km.地震发生后多家机构对其开展了研究,本文使用喜马拉雅Ⅱ期布设在南北地震带北段的台站观测数据,通过走时反演和波形拟合反演的迭代,获得了该地区地壳一维速度结构,接着利用直达P波观测与理论走时差对震中位置重定位,然后反演地震的最佳双力偶解以及震源深度,最终得到了区域速度结构、地震的三维坐标、发震时刻以及震源机制解.结果显示,此次地震发生于世界时2015年4月15日7时39分26.718s,震中（39.7663°N,106.4304°E）,震源矩心深度18 km,矩震级MW5.25,节面Ⅰ走向176°,倾角85°,滑动角-180°,节面Ⅱ走向86°,倾角90°,滑动角-5°.结合该区域断裂带构造运动分析,本文认为此次地震是左旋走滑破裂,略带正断分量,断层面是节面Ⅱ,走向为NEE（近E-W）向,发震构造为震中附近的E-W向隐伏断裂. 相似文献
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遗传算法在上地幔速度结构研究中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
遗传算法是近年来发展较快的一种求解非线性优化问题的有效方法。本文通过对遗传算法基本原理的介绍，对该方法的特点进行了分析。我们采用ＷＫＢＪ理论地震图作正演，遗传算法作反演，对用体波波形反演上地幔速度结构的方法进行了研究。在ＷＫＢＪ理论地震图的计算中，通过计算主要射线的平均吸收特征时间，考虑了衰减随距离的变化，通过对不同震源引入不同的虚拟界面，同时对多个地震的波形记录进行反演。探讨了观测误差对反演结果的影响。对理论记录的反演表明，用遗传算法研究上地幔速度结构具有较好的效果。 相似文献
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本文对利用体波波形资料研究地壳上地幔速度结构的理论与方法进行了系统的研究 ,通过引入非线性反演中的遗传算法 ,发展了一种灵活有效的体波波形反演方法。利用中国的CDSN台网和中美合作在青藏高原架设的PASSCAL临时地震台站记录的宽频带体波波形资料 ,对中国大陆地区地壳上地幔速度结构进行了研究。在青藏高原地区 ,通过对高原中部地区瑞利波衰减特性及相速度频散特性的测定 ,反演了该地区地壳上地幔的 Qβ结构和 S波速度结构 ,并对 S波速度的横向不均匀特征进行了探讨。本文对上地幔速度结构的主要研究方向进行了系统的总结 ,这些… 相似文献
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震源机制解,即对地震矩张量的推断,对于地震研究具有至关重要的意义.应变地震观测是张量观测,与摆式地震仪的位移矢量观测不同,可以为地震研究提供新的数据源.本文讨论用应变地震观测求解震源矩张量的基本原理.在距离震源足够远的地方,地震波可以看成平面波,其性质决定于震源矩张量.假设平面地震波的应变张量可以由震源矩张量通过坐标变换计算得到,就可以通过观测应变地震波求解震源机制.这个假设至少对于双力偶震源机制是成立的.由此可以证明,在理想的无限介质中,只要有两个以上不同地点的应变地震波观测,就可以解出震源矩张量.这为解决震源机制问题提供了新的方法.目前的地震矩张量求解方法需要两方面的条件:或者需要很多观测点(例如体波反演),或者需要长周期地震波资料(例如面波反演).这些方法只适用于分析比较大的地震.对于小震,因为通常其震中周围不会有足够多的摆式地震仪观测点观测到其地震波,而地震波周期又短,难以利用传统方法给出可靠的震源机制解,所以只需少数观测点就能求解震源矩张量的新方法特别有意义.用应变地震观测求解震源机制,可以给出更为精确的结果. 相似文献
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青藏高原北缘地区上地幔P波速度结构 总被引：1，自引：0，他引：1
本文利用长周期P波波形资料,通过拟合理论地震图的方法研究了青藏高原北缘东侧区和西侧区的上地幔P波速度结构。结果表明,在这两个区域的上地幔结构中均存在P波低速层,且盖层的厚度较薄,在405km和670km深处均有P波速度的一级间断面。在670km深处这两个地区的速度结构仍有差异。 相似文献
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中国地震震源机制测定结果的比较 总被引：10，自引：1，他引：10
在搜集了 1 988年以来 ,地震学家用不同方法和不同资料测定的中国地震震源机制结果 ,包括用地震波形反演得到的地震矩张量、P波初动解和用地形变观测反演的震源参数的基础上 ,计算了同一地震的不同反演结果的滑动矢量之间的夹角、不同反演结果 P,T轴之间的夹角和不同的反演结果给出的地震矩之间的差别 ;并与哈佛 CMT的结果进行比较。结果表明 ,同一地震不同测定结果的滑动矢量之间的夹角分布较分散 ,但优势分布在 2 0°左右 ;不同测定结果的地震矩一般不超过 1倍 ,对应的震级差约为 0 .2 ;中国地震矩张量的测定结果与哈佛矩心矩张量测定结果滑动矢量之间的夹角集中在 0°～ 1 0°。以丽江地震为例 ,讨论了地震震源参数的不同结果对地震“应力触发”中库仑破裂应力计算结果的影响。 相似文献
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利用重力异常反演测试三维地震波速度结构,存在解不唯一、可靠性不高的问题。将面波反演充分融合到重力异常反演方程中,降低传统反演方法的非唯一性,并提升可靠性。以川滇地区为例,采用融合后的重力异常反演方法分析三维地震波速度结构。通过速度和密度的关系转换,得到对应的重力异常数据。由于面波频射数据主要对地震波横波速度敏感,因此将重力异常数据和初始横波速度相连,依据地震波速度和岩石密度之间的关系,获取重力异常反演方程,用于分析速度结构。选取21.6°~34.2°N、97.1°~105.9°E范围内的川滇地区活动块体作为实验数据,经过实验分析发现：使用该方法迭代反演川滇地区地壳上地幔顶部横波速度,重力异常数据和面波频射数据的残差值分别是6.24 mGal和0.027 km/s,实际拟合效果较好;分析该地区不同深度切面横波速度发现,在24 km深度处,上地壳中含有相对低速层,在44 km深度处,中下地壳中存在低速层;且该方法分析川滇地区三维地震波速度结构解的分辨率较高。 相似文献