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利用绿色、环保的人工震源，主动向地下发射地震波，构建地震雷达，实现大范围的地下探测，是地球科学的一个前沿课题.最早，探测地球内部利用的是天然地震产生的地震波，这是因为天然地震释放的能量大，一次天然地震释放的能量相当于万吨级炸药.几千公里远处仍可以接收到信噪比大于1的地震波信号，但天然地震发生频度低和震源位置定位精度低限制了利用天然地震进行地下探测的精度；后来，利用人工源的地震勘探得到迅速的发展，探测精度明显提高，但受到人工源能量的限制，探测的空间尺度有限；今天，以小当量激发实现大尺度探测是发展地震雷达的一个关键问题，是将地震波理论和现代信息科学相结合的一个新的领域.发展人工震源的编码和接收信号的解码等理论和技术，可以从电磁波雷达在过去半个世纪所经过的道路得到许多借鉴和启发.可以预期，地震雷达的发展将会对观测地震学带来全面的影响. 相似文献
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为了研究二氧化碳物理相变技术应用于新型震源研发的可行性，在地下成层性较好的某煤田地震测区，开展了利用二氧化碳相变技术激发地震波的野外人工震源激发-接收实验．并与传统炸药震源进行了对比．地震数据利用Aries2.66型垂直分量反射地震仪和PDS-2型三分量地震仪接收．根据实测地震数据，从野外地震记录震相识别，初至波传播距离分析，震源近场地震信号时频分析，CO_2相变激发震源子波提取和基于CO_2震源子波的地震初至波波形反演实验等多个方面，进行了关于CO_2相变激发技术能否产生地震波信号以及能否将其应用于新型震源研发的可行性研究．研究结果表明CO_2物理相变膨胀能够产生能量集中的地震波信号；在实验区地质条件和激发参量下地震记录中初至波的可识别的传播距离约为1km；震源近场地震信号的主频集中在8～13Hz；利用震源近场数据提取了CO_2震源子波；通过地震初至波波形反演实验认为这种震源子波能够应用于波形反演等方面的研究．因为CO_2相变激发具有绿色、环保、安全等方面的优点，若能进一步在激发能量、激发—延迟时间一致性等方面加以改进，该技术有望在城市隐伏活动断层探测、城市地下空间探测、煤矿高瓦斯环境人工地震勘探等领域发挥重要的作用． 相似文献
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利用地震波场研究地球内部壳、幔结构的方法主要包括天然地震波场中的远地震观测法、近地震观测法和人工源地震深部探测法.其中,由于人工源地震探测的震源位于浅表层介质中,且其震源位置、爆炸时间、接收条件等均为精确已知,因此其所得结果的精度最高、且最为准确.人工源深部地震探测分为深部地震宽角反射和折射剖面探测及深部近垂直反射波法探测.前者可求得壳、幔介质的分层结构和速度分布,后者可较详细了解地壳构造形态的细节.两种方法具有不同的特点、但却相辅相成.当今,将深地震宽角反射/折射和深反射法联合观测以取得较详细的速度结构和构造展布特征将必成地球内部研究的必然轨迹. 相似文献
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浅层地震探测的可控震源信号设计 总被引：16，自引：8，他引：8
在工程与环境物探中,浅层地震探测是一种常用的高分辨率物探方法,但是这种方法使用的炸药震源和枪击震源破坏力大,对人和建筑物都有危害,因而被禁止在人口稠密的地区使用．因此,无公害的电磁驱动可控震源技术得到了发展和应用．利用扫描信号压缩技术,小能量弹性波Chirp信号可持续向地下发送,不损害地面和建筑物,对人群也没有影响,是一种较理想的城市浅层地震震源．本文介绍了电磁驱动可控震源的信号设计方法,并简要介绍了具有波束定向能力的相控震源的设计思想． 相似文献
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利用中、小容量气枪组成的立体气枪阵列延迟激发震源和海底地震仪(OBS)在我国北部浅海海域开展了人工地震深部地球物理探测试验.基于水深条件和压制水体虚反射、提升低频能量的需要,使气枪震源有足够的输出能量和高品质子波特性,研究了立体气枪阵列延迟激发震源工作机理,经远场子波理论模拟优选了组合参数并进行了海上试验工作.结果表明,中、小容量气枪组成的立体气枪阵列延迟激发震源,适应了浅水海域的激发环境,降低了由虚反射造成的局部陷波和干扰作用,有效地改善了OBS信号的品质,获得了Ps,Pg,PmP,Pn等多种震相.创新了由中、小容量气枪组成的立体气枪阵列延迟激发震源在浅海区OBS探测中的应用,也填补了南黄海海域深地震探测数据的空白,为南黄海、渤海深部地壳结构研究及含油气盆地形成演化研究提供了重要的基础资料. 相似文献
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国内外大量地震震例研究表明 ,巨大的城市地震灾害主要是由隐伏于城市之下的活动断裂上发生的地震造成的 ,因此 ,探测城市活断层是十分必要和紧迫的。高分辨率地震勘探是目前探测城市活断层较为有效的地球物理方法 ,它包括激发技术、接收技术、观测系统、地震数据处理与解释技术等。而震源是地震勘探的首要问题 ,城市特定的人文环境和城市活断层的特点对高分辨率地震勘探的震源提出了特殊的要求 ,较小的断距决定了要有较宽的震源谱 ,城市较严重的干扰决定了震源要有较强的抗干扰能力。通过在福州市跨八一水库断裂进行的可控震源、真空加速落锤、锤击震源、枪震源以及炸药震源的试验研究 ,利用频谱分析技术 ,得到了各种震源谱的特性 ,并给出了可控震源、真空加速落锤和锤击震源叠加时间剖面对比 ,探讨了各种震源在城市活断层探测中的有效性 相似文献
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通过地震波速度变化的精确测量,来监测地下应力随时间的变化,是进行地震物理预报的有效途径.介绍国内外关于地震波速变化精确测量所取得的各项结果和在地学中的应用,讨论了相关检测法的原理和应用.利用人工震源激发地震波,布设测线接收地震信号,将地震学和信息科学相结合,利用相关检测法,能有效排除干扰和不确定因素,进行地震波速度变化的精确测量,解决地震学一直以来面临的难题.本研究小组利用电落锤人工震源激发地震信号,以布设在同一条射线路径方向上的仪器接收,进行了30天连续观测直达波速度变化的实验研究,速度变化达到1.00E-05的精度. 相似文献
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Improving Seismic Resolution Through Array Processing Techniques 总被引：4，自引：0，他引：4
Seismic arrays, first introduced in the late 1950s to detect underground nuclear explosions, have helped to improve our knowledge about the structure of the Earth for the last 40 years. During these years, numerous array processing methods have been developed that use the high signal coherence and accurate timing of array data to generate high-resolution images of Earth structure. Here, we present an overview of resolution issues related to seismic array studies of Earth structure by first introducing basic array processing techniques and then discussing more advanced techniques applied to array data recently. The increase of seismic stations deployed in experiments or permanently in many regions of the globe allows a much denser sampling of the seismic wavefield. This dense sampling enables the adaptation of controlled source analysis techniques for the study of Earth structure using earthquakes with higher resolution than previously possible. Here we will discuss different migration methods of teleseismic data that use the incidence angle information of scattered arrivals to obtain images of Earth structure. Finally, we show data examples how these methods can be used to increase our knowledge of the structure of the Earth’s deep interior. 相似文献
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为了研究利用小当量震源进行远距离探测的可能性,通过现场试验进行了研究.野外实验采用1次大当量激发和16次小当量激发,研究结果表明：①有可能利用数十公斤当量的炸药实现200km距离的探测;②在激发条件相同（或相近）时,不同当量的激发波形滤波后存在一定的相似性;③依据人工震源可重复性采用以下的激发组合方式和处理方法能够有效提高信噪比：针对大当量激发与小当量激发波形的相似性,利用大当量激发的波形作模板与小当量激发的波形作相关,可判断台站是否接受到小当量激发的信号并检测其震相到时信息.针对小当量激发波形的相似性,采用小当量多次激发的方式,通过N次根加权叠加方法,能有效提高记录的信噪比和震相识别精度. 相似文献
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在深反射地震资料处理中,当来自深部的有效弱信号和噪声干扰频带差异较小且难以区分时,传统滤波方法的应用会受到限制.谱分解方法是一种使用离散傅里叶变换,基于信号的频率-振幅谱等信息生成高分辨率地震图像的方法,通常用来识别介质物性横向分布特征,处理复杂介质内频谱变化和局部相位的不稳定性等问题,包括定位复杂断层和小尺度断裂等.S变换作为一种新的时频分析方法,具有自动调节分辨率的能力,近些年来被广泛应用到勘探地震、大地电磁等数据处理中,逐渐成为地球物理方法中噪声压制的有效方法之一.与常规石油反射地震资料相比,深反射主动源地震为了探测深部结构信息,常采用大药量激发方式、长排列观测系统等,导致深部有效信号基本湮灭在噪声干扰之中.针对深反射数据特点,本文结合谱分解和S变换技术,首先设计了简单的脉冲函数实验数据,证实S变换方法的有效性,同时说明谱分解方法的效果受所用时频分析方法影响较大,而其中决定分辨能力的变换窗函数的选取尤为重要.在此基础上,分别应用到深反射地震资料的单道和叠加剖面实际数据上,对比分析了传统变换谱分解和S变换谱分解的应用效果,单道资料对比结果表明:相比传统谱分解,S变换谱分解方法具有自动调节分辨率的能力,能够精确的标定深反射地震资料中弱信号不同时刻的频率分量;叠加剖面资料应用结果表明:由S变换谱分解得到的剖面结果与其他谱分解方法结果整体上具有较高的一致性,同时清晰地刻画出原叠加剖面上被噪声湮灭的低频细节特征,提高了剖面的分辨率及同相轴连续性;对比结果明显看出,Gabor变换谱分解方法得到的结果同相轴较为破碎,分析原因认为这是由Gabor变换的时频分解方法的定长窗函数所致,窗口大小不会随着信号频率的变化来调节长度,只能在处理的过程中根据一定的记录长度范围选取窗函数参数,而S变换谱分解方法在窗函数的选取时,通过时变信号的局部频率特征自动调节窗口长度,能够更好的刻画各个频段的细节特征,在深反射剖面成像应用中效果尤为明显.本文结果表明S变换谱分解技术在深地震叠加剖面上的应用有效地提高了来自深部弱反射信号的信噪比和分辨率,并刻画出了叠加剖面上所不具有的低频细节特征,在实际深反射地震资料处理中能有效保护低频弱信号获得更好的成像效果.本文为深地震反射资料中弱信号的保护处理找到一种有效的方法. 相似文献
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提出了一种新的基于信号子空间分解技术的3 D地震资料高分辨率处理方法.利用信号子空间分解技术,不仅可以分离3 D地震资料中的信号和噪声,而且可以进一步根据地震同相轴的倾角不同,将混合信号进行分解得到单个同相轴信号.通过丢弃噪声子空间,只对不同信号子空间重构的信号利用谱白化技术进行高分辨率处理,然后累加所有处理结果,从而达到既提高地震资料的分辨率,又提高地震资料信噪比的目的.对合成资料和实际地震资料的处理结果表明,此法具有好的应用前景. 相似文献
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W. Cao S. M. Hanafy G. T. Schuster G. Zhan C. Boonyasiriwat 《Geophysical Prospecting》2012,60(1):1-17
Time reversal mirrors can be used to backpropagate and refocus incident wavefields to their actual source location, with the subsequent benefits of imaging with high‐resolution and super‐stacking properties. These benefits of time reversal mirrors have been previously verified with computer simulations and laboratory experiments but not with exploration‐scale seismic data. We now demonstrate the high‐resolution and the super‐stacking properties in locating seismic sources with field seismic data that include multiple scattering. Tests on both synthetic data and field data show that a time reversal mirror has the potential to exceed the Rayleigh resolution limit by factors of 4 or more. Results also show that a time reversal mirror has a significant resilience to strong Gaussian noise and that accurate imaging of source locations from passive seismic data can be accomplished with traces having signal‐to‐noise ratios as low as 0.001. Synthetic tests also demonstrate that time reversal mirrors can sometimes enhance the signal by a factor proportional to the square root of the product of the number of traces, denoted as N and the number of events in the traces. This enhancement property is denoted as super‐stacking and greatly exceeds the classical signal‐to‐noise enhancement factor of . High‐resolution and super‐stacking are properties also enjoyed by seismic interferometry and reverse‐time migration with the exact velocity model. 相似文献
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针对电磁式可控震源地震数据的相关检测,研究发现,在地下结构复杂、基板-大地耦合不佳时,常规方法——基于震源控制信号或基板附近信号作为参考信号检测得到的地震记录中,存在子波到时误差和虚假多次波问题.本文分析了上述问题的理论原因,并提出基于重构激发信号的相关检测参考信号方法(Correlation Detection Reference Signal Based on the Reconstructed Excitation Signal,CDRSBRES).首先,利用直达波与其他地震波到时不一致的特点,从震源基板附近信号中分离、提取直达波.然后,利用直达波重构震源激发信号并作为参考信号对地震数据进行相关检测.最后,应用谱白化技术提高检测结果质量.数值模拟研究表明,重构激发信号与理想激发信号的相关系数为0.9869,达到高度线性相关,CDRSBRES方法检测的地震记录在子波到时和波形特征上均与模型相符.随后,在某金属矿区开展了可控震源对比实验.与液压式可控震源MiniVib T15000检测结果相比,电磁式可控震源PHVS 500的检测结果中:基于震源控制信号的检测结果存在子波到时误差约0.012s,对应垂向精度误差约11.16m;基于基板附近信号的检测结果部分区域出现虚假多次波,信噪比降低;而CDRSBRES方法的检测结果子波到时误差约0.001s,对应垂向精度误差约0.93m,波形特征一致,相同区域无虚假多次波.综上,本方法适用于电磁式可控震源地震数据的高精度检测,尤其对于地下结构复杂区域的高分辨率地震勘探具有重要意义. 相似文献
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利用大容量气枪震源在陆上水库进行地震波激发试验,研究陆上水库环境下激发气枪震源所产生的地震波特征及传播距离. 试验结果表明,大容量气枪震源是具有丰富的10 Hz以下低频信号的低频震源,其激发的地震波具有传播距离远,穿透深度深的特点. 在185 km长的测线上均记录到了气枪信号,成功检测到Pg,Pc,P2,PmP和Pn等多组震相,并在此基础上对地下深地壳结构进行了一维速度结构正演,讨论了该区域壳幔过渡带的低速结构. 气枪震源还具有一般炸药震源不具有的特征,如长期定点重复激发和有效转换S波的优点,是陆上进行长炮检距深穿透地下结构研究的一种优良人工震源. 相似文献