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界面和速度反射联合成像──理论与方法 总被引:3,自引:4,他引:3
依据波逆行原理重新推导了由地震波反射走时资料反演界面深度的关系式──走时对界面偏导数关系,它不仅适用于反射波,也适用于透射波.还给出了任意多个复杂界面情况下走时对界面偏导数关系的离散形式.另外,正交算子投影法被推广用来解决速度与界面的同时成像问题.数值模拟的结果表明,本文的方法是有效的. 相似文献
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论述了利用地震回折波资料以界面位置与速度分布的方法,推导了地震波走时对于界面位置偏导数的计算公式。数值模拟和实测资料的计算结果表明了该方法的有效性和编制的计算程序的实用性,该方法最的特点是充分地利用了透射波资料中所含的界面位置的信息。界面位置的分辩率与界面两边的速度反差有关,速度判别越大,则分辨率越高。 相似文献
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用慢度分块均匀正方形模型将介质参数化,仅在正方形单元的边界上设置计算结点,这些结点构成界面网.根据Huvsens和Fermat原理,由不断扩张、收缩的波前点扫描代替波前面搜索,在波前点附近点的局部最小走时计算中对波前点之间的走时使用双曲线近似,通过比较确定最小走时和相应的次级源位置,记录在以界面网点位置为指针的3个一维数组中.借助这些数组通过向源搜索可计算任意点(包括界面网以外的点)上的全局最小走时和射线路径.这一方法不受介质慢度差异大小限制,占内存少,计算速度较快,适于走时反演和以Maslov射线理论为基础的波场计算. 相似文献
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地壳和上地幔三维速度与界面结构层析成像——理论部分 总被引:2,自引:0,他引:2
提出了一种三维模型参数化方法,使得正问题和反问题可以用解析式表达.地壳和上地幔速度与界面结构分别由一组非常光滑的函数描述.在正问题和反问题中,使用了初值射线追踪方法,走时对模型网格节点参数的偏微商在射线追踪的同时进行了解析计算.由于速度和界面函数具有二阶连续偏微商,由射线路径的发散和聚焦在地表引起的影区可以避免.射线追踪之后,可以获得由矩阵和矢量组成的反问题.解决反问题使用了具有阻尼因子的奇异值分解法.一组由几条纵剖面组成的合成数据被用来进行数值模拟计算,结果表明方法是健全的.与二维方法比较,在地壳模型非常复杂的情况下,三维反演方法可以给出准确的速度结构和界面位置. 相似文献
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地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时,很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时,仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波,穿透深度大,可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演(直达波和反射波)方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离,构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数,推导了相应的伴随状态方程和梯度公式,给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明:直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型,为后续全波形反演提供可靠的初始模型;联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高,比直达波和反射波走时级联反演的耗时少. 相似文献
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转换点位置的计算是转换波资料处理中的一个关键问题. 本文提出了分别基于速度随深度线性变化、速度随垂直走时线性变化、慢度随深度线性变化和慢度随垂直走时线性变化四种等效垂向非均匀介质情况下转换点位置的计算方法. 研究了通过速度拟合、走时近似和相似系数谱三种方式选择合适的等效速度方法. 结合理论模型对非均匀介质转换点计算方法、渐进转换点计算方法、Thomsen近似公式和均匀介质解析计算方法的误差进行了分析,结果表明非均匀介质转换点计算方法能更准确地计算转换点位置. 相似文献
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利用地震层析成象技术确定横向非均匀介质中的速度分布和界面位置 总被引:2,自引:0,他引:2
本文提出一种横向非均匀介质中的地震层析成象方法,由地震走时资料确定介质的速度分布和界面位置。计算中采用了参数分离、变阻尼、奇异值分解等技术,方程的解较稳定,且可得到解的分办。除反射波外,该方法还可同时利用分析波的资料。因此,适宜于折射及宽角度反射地震测深剖面的资料处理。数字试验结果表明,在模型内部,该方法能得到可靠的反演结果。在边界附近效果较差,受初始值影响较大。 相似文献
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球坐标系下多震相走时三参数(速度、震源位置和反射界面)同时反演需要解决两个关键问题:(1)球坐标系下3D速度模型中多次透射、反射(折射)及转换波精确、快速的射线追踪;(2)同时反演时三种不同参数间的强耦合问题.为此,我们将直角坐标系下分区多步不规则最短路径算法推广至球坐标系中,进行区域或者全球尺度的多震相射线追踪.然后将其与适合多参数同时反演的子空间算法相结合,形成一种球坐标系下联合多震相走时三参数同时反演的方法技术.与双参数(速度和反射界面或速度和震源位置)同时反演的数值模拟对比分析显示:三参数与双参数的同时反演结果大体接近,并且它们对到时数据中可容许的随机噪声不太敏感.结果说明本文中的同时反演成像为一种提高成像分辨率,同时反演速度、震源位置和反射界面的有效方法. 相似文献
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采用新近提出的多次波射线追踪正演算法,结合共轭梯度法求解带约束的阻尼最小二乘最优化反演问题,分析讨论了利用多震相走时资料进行联合反演成像的方法及技术.考虑到不同震相走时的拾取误差不同,反演算法中引入了不同震相种类数据的权系数; 由于同时反演速度模型和反射界面起伏中不同模型参数变化对走时影响程度的不同, Jacobi偏导矩阵元素中引入了不同参数的归一化因子; 另外,为了克服射线密度过大(或过小)区域速度模型的过度(或欠)更新问题,反演算法中引入了等权射线密度的概念.几种数值模拟实例表明(含噪声敏感性试验): 多波走时的联合或同时反演成像技术是一种提高走时成像空间分辨率,进而降低重建模型失真度行之有效的方法. 相似文献
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研究区域界面和速度的两步反演计算方法.三维界面采用分段非完全多项式描述,三维速度的重建采用泛函空间的最小二乘原理.计算采用两步进行:第1步反演三维界面形态;第2步将剩余走时残差按加权分配的方式进行三维速度反演.处理了唐山滦县震区地震测深资料,获得了唐山震区深部三维构造形态及唐山、滦县震区三维地壳速度分布.结果表明:唐山震区深部三维构造总体为北东走向,北东向的丰台——野鸡坨断裂与北东向的唐山断裂所夹的构造为莫霍界面隆起区. 该区中下地壳三维速度结构沿北东向的唐山断裂存在明显低速异常带,其位置与唐山地震活动带的位置相一致.沙河驿附近较大的低速异常块体对应于较密集的地震分布.该区域存在一条北西向的高速异常带,可能是一条隐伏深断裂.唐山7.8级地震震中区下地壳为北东向的低速异常带与北西向的高速异常带相交处.这两组构造对控制唐山7.8级地震的孕育和发生起了重要作用. 相似文献
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基于各向异性介质中的动力学波动方程组,并利用多波多分量观测数据,发展了一种适用于直接反演介质弹性参数和密度或地震波速度的动力学反演新算法.由于这种方法能充分地利用全波场信息,因此反演结果十分可靠.为了证实这种方法的有效性和适用范围,基于拟SH波方程,并选取了不同的初始模型,对地震波速度进行了反演.结果表明:即使初始模型参数的扰动量达到12.3%时,仍能获得相当好的结果.此外,由于方法构造的特殊性,使得这种方法的向量化和并行化计算非常容易实现. 相似文献
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利用中美合作在青藏高原布设的11台PASSCAL宽频带数字地震记录的瑞利面波资料,测定了青藏高原东部地区周期为10~130 s范围内的平均瑞利波相速度和衰减系数R;反演了该地区地壳、上地幔的平均S波速度结构和Q结构.结果表明,该地区平均Q值偏低,并在地壳中存在地震波强吸收层.地壳中的低Q层(Q=93~141)位于16~42 km的的范围内,它与S波低速层(21~51 km)基本一致.从地壳下部63 km后,Q值由114随深度逐渐低至上地幔180 km处的34.由地壳内低速层与低Q层相对应可以推测,在该深度范围内可能存在岩石的熔融或部分熔融现象.在反演的S波速度结构中,地壳的平均厚度为71 km,51 km处的下地壳存在一明显的速度界面,96~180 km处的低速层(4.26 km/s)可能与软流层相对应. 相似文献
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采用新近研制的分区多步不规则最短路径多震相地震射线追踪正演技术,结合流行的子空间反演算法,提出了一种联合多震相走时资料进行地震三参数 (速度、反射界面和震源位置) 同时反演的方法技术.数值模拟反演实例、以及与双参数 (速度和反射界面或速度和震源位置) 同时反演的对比分析表明:三参数同时反演成像结果大体接近双参数同时反演成像的结果.另外,噪声敏感性试验表明:所提算法对到时数据中可容许的随机误差并不敏感,结果说明多震相走时的联合三参数同时反演成像方法技术不失为一种提高走时成像空间分辨率、进而降低重建模型参数失真度、行之有效的方法技术. 相似文献
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利用中法合作布设在青藏高原南部的51个临时地震台数据,提取了来自80个地震事件的2 312个P波到时和部分S波到时,分析了不同方位P,PKP,以及S-P走时差的变化以及其构造含义.最后利用ACH方法对研究区进行了三维速度反演.通过研究,对青藏高原深部构造取得以下初步认识:① 青藏高原上地幔速度较正常大陆上地幔速度要低,羌塘地块上地幔速度更低.PKP走时残差沿剖面往北变小(早到),说明剖面北部(桑雄以北)有较浅的莫氏面;② S-P走时差自雅江(ITS)向北突然增加,同时反演结果显示雅江以北至当雄为低速地壳,说明该区地壳深部存在局部熔融;③ 喀拉昆仑嘉黎断裂(KJFZ)可能是班公——怒江缝合线的南支,推测为羌塘地块的南界;④ 反演结果显示雅江以南上地幔存在高速体,可能是俯冲的印度岩石圈物质.剖面中部上地幔的低速体可能是物质热状态变化的反映. 相似文献
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《地球物理学进展》1990,(3)
本文讨论了射线和射束理论地震图对速度模型和弯曲界面变化的敏感性.Nowack和Lutter(1989)以前的成果给出走时和射线振幅相对于光滑变化的速度变化导数,在实施构造的线性化最大似然反演时这些导数是需要的.在射线近似中,局部应用Snell定律、校正波前曲率以及使用局部平面波反射/透射系数来体现光滑界面,利用费马原理可沿着原始射线轨迹直接计算走时的偏导数.对于反射/透射射线的振幅扰动,必须考虑扰动后的两点射线轨迹的射线偏移.本文遵循的方法是利用没有额外射线追踪的扰动理论近似计算扰动后的两点射线,然后沿着这条近似的两点射线直接计算扰动的射线振幅,包括修正过的反射/透射系数和几何扩展.进行了若干次数值实验,利用走时和振幅反演速度和界面形状来检验所得出的偏导数算子、走时和振幅反演结果,还与对大尺度性质不太敏感而对不均匀曲率较敏感的振幅作了比较. 相似文献