基于多重网格预条件求解平均导数法离散的Helmholtz方程          下载免费PDF全文

袁雨欣  李阿满  胡婷  郭鹏  刘洪 《地球物理学报》2019,62(7):2660-2670

有限差分法求解Helmholtz方程,依赖于两点:1差分格式的构造;2高效的求解算法.本文采用平均导数法离散Helmholtz方程.该差分格式有三点好处:1能适用于横纵不等间距采样;2在完全匹配层区域(PML),差分方程与微分方程逐点相容;3能将一个波长内的采样点数减少至少于4.求解离散的Helmholtz方程的算法一般分为直接法和迭代算法.直接法由于内存需求太大而无法适用于大规模问题;基于Krylov子空间的迭代方法结合多重网格预条件算法是一种快速高效求解方法,然而对于横纵不等间距采样(在多重网格中称为各向异性问题),经典的多重网格方法失效.本文分析了经典多重网格的三个重要组成部分:完全加权限制算子,点松弛技术以及双线性延拓算子,进而采用了半粗化技术代替全粗化技术,线松弛技术代替点松弛技术以及依赖差分算子的延拓算子代替双线性延拓算子,使得各向异性问题变得收敛;而且对于非均匀介质中-低频率的迭代问题,我们获得了较为满意的收敛速度.  相似文献   

郯庐断裂带及其邻区上地幔顶部Pn波速度与各向异性层析成像          下载免费PDF全文

殷伟伟  雷建设  杜沫霏  杨宇  米琦  鲁明文  刘林飞 《地球物理学报》2019,62(11):4227-4238

本研究拾取了中国数字测震台网固定台站记录的2008-2016年2级以上地震事件中的27233条高质量Pn到时资料，反演得到了郯庐断裂带及其邻区上地幔顶部Pn波速度和各向异性结构模型.结果显示，研究区上地幔顶部Pn波速度结构存在强烈的横向不均匀性，速度异常形态与区域地质构造较为吻合.太行山造山带、鲁西隆起、大别造山带、苏鲁褶皱带、胶辽隆起和华北盆地南端等隆起区表现为低波速异常，而黄海北、南部盆地、渤海湾和华北盆地北部等凹陷区均为高波速异常.壳内强震主要发生在Pn低波速异常和高低波速异常的横向过渡地带，说明强震的发生与上地幔结构的横向变化之间存在有一定关联.郯庐断裂带两侧Pn波速度以郯城地震为界其东北侧和西南侧分别分布有与断裂带近平行的低波速异常条带，而西北侧和东南侧分别分布有高波速异常条带，各向异性快波方向近乎沿断裂带走向，可能由于上地幔热物质沿郯庐断裂带上涌形成低速异常后断裂带发生左旋平移运动所致.华北盆地内上地幔顶部Pn波速度结构和各向异性的明显变化，反映华北克拉通破坏过程中经历了地幔热物质上涌、莫霍面隆升以及岩石圈拆沉等复杂构造变形.  相似文献   

岩石圈主要各向异性矿物的CPO特征及其对岩石圈动力学研究的启示     

商咏梅  杨彧  杨晓松 《地震地质》2019,41(3)

地震波各向异性主要受岩石中矿物晶格优选方位(Crystallographic Preferred Orientation,CPO)的影响,橄榄石的CPO控制着上地幔的地震波各向异性。将岩石中矿物的CPO与全岩地震波各向异性相结合,可以解释在全球不同构造单元观测到的地震波各向异性,从而进行构造变形和动力学过程分析。文中在总结岩石圈主要各向异性矿物的CPO和各向异性特征的基础上,以青藏高原东南缘岩石圈地幔包体为例,对其显微组构和地震波各向异性进行研究,结果显示青藏高原东南缘岩石圈地幔的构造环境发生改变,岩石圈地幔无法解释观测到的剪切波分裂(SKS)地震波各向异性,需要考虑其他各向异性来源。由此可见,研究岩石圈地幔矿物的CPO对合理约束地球物理测量资料和分析岩石圈变形特征至关重要。  相似文献   

基于混合阶矢量基函数的海洋可控源电磁三维谱元法数值模拟          下载免费PDF全文

陈汉波  李桐林  熊彬  王者江 《地球物理学报》2019,62(1):343-353

在前人工作的基础上,本文推导了电导率任意各向异性介质的海洋可控源电磁三维谱元法正演方程.采用一次场/二次场分离算法结合混合阶矢量基函数,可以有效避免源点的奇异性的影响,从而提高数值解的精度.采用任意六面体单元离散研究区域,有利于模拟复杂地形和地电结构.利用不完全LU分解的Induced Dimension Reduction(IDR(s))迭代算法求解线性方程组,有效地提高了求解的效率.设计典型的地电模型进行正演计算,并将计算结果与有限元解进行对比,对比结果表明本文提出的基于混合阶矢量基函数的海洋可控源电磁三维谱元数值模拟算法是正确的、有效的.本文算法具有良好的通用性,可推广用于电导率呈任意各向异性的陆地电磁、井中电磁等数值模拟研究.  相似文献   

招平断裂带中段构造原生晕地球化学特征及找矿模型          下载免费PDF全文

梁平  祝德成  王巧云  祝培刚  陈磊  高华丽  刘汉栋  原昌伟 《山东国土资源》2018,34(7)

招平断裂带是胶西北地区重要的金矿成矿带,该带上已发现多个特大型、大型、中型金矿床,金矿床的成矿具有多期、多阶段叠加的特点。该文对招平断裂带中段深部构造地球化学特征进行了研究,成矿元素异常组合为Au,Ag,Cu,Pb,Zn,As,Sb,Bi,B,Hg,Mo,As,Sb,Hg为头晕指示元素;W,Bi,Mo,Sn为尾晕指示元素;近矿指示元素为Au,Ag,Cu,Pb,Zn。据此建立了构造地球化学找矿模型,确定了构造地球化学找矿预测标志,为深部找矿提供了地球化学依据。  相似文献   

郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”断层活动特征与地震关联性研究     

曹志磊  周琼  葛计划  孙军  隆爱军  龙剑锋  赵希磊 《大地测量与地球动力学》2019,39(7):681-685

利用郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”区域的跨断层水准测量资料，运用断层形变累积率及年滑动速率比方法计算各测线近20 a的观测数据，研究区域内断层活动及能量积累的整体空间演化特征，梳理各测点所跨断裂带的断层形变特征及变化过程，从空间分布和时间演化的角度探讨断层活动特征与安徽及邻近地区中强地震的关联性。结果显示：1）郯庐断裂带安徽段断层形变累积率总体高于“霍山窗”区域，震前存在高值聚集、区域分界、高密度低值梯度带等特征，显示震前的应力积累背景；2）安徽地区断层活动明显受郯庐断裂带整体活动的影响，区域性差异和阶段性变化显著；3）断层形变的年滑动速率比异常对地震活动的判断具有一定的指示作用，主要表现为震前2个月~1 a的高值异常及多个测点的群体性异常等特征，随着震级的增大，异常分布范围和变化幅度均有所增大。  相似文献   

张家口-渤海断裂带西段及中西段b值时空扫描   总被引：2，自引：2，他引：0  

段美芳  陆丽娜  李莹甄  李宝君  杨明  贾建鹏 《震灾防御技术》2018,13(1):138-148

张家口-渤海断裂带作为华北平原地区重要的活动断裂带，地震活动频繁，是我国地震监测预测重点区域之一。本文选取该断裂带西段及中西段1970-2016年的地震目录，采用最大似然法进行时间扫描，分析显示研究区b值为0.28-1.52，其随时间变化的特点是在大地震发生前降至最低，震后逐渐恢复；研究区空间扫描结果显示，该区b值的平均值为0.93，其中怀安-万全盆地北缘断裂和蓟运河断裂平均b值较低，反映该区域应力水平较高。综合以上结果，本次研究揭示出研究区地震危险性的时间和空间差异，为对研究区地震危险性评价提供基础数据。  相似文献   

秦岭-大别及邻区背景噪声的瑞利波层析成像          下载免费PDF全文

丁文秀  付媛媛  高原  廖武林  何亚娟  蔡永建  申学林 《地球物理学报》2017,60(8):2959-2968

秦岭—大别造山带西起青藏高原东北缘,东至郯庐断裂带,是华北板块和扬子板块之间的碰撞造山带.本文收集陕、豫、皖、赣、湘、鄂、渝等区域地震台网的160个宽频带地震台站连续两年地震背景噪声数据,用双台站互相关算法获得瑞利面波经验格林函数,提取相速度频散曲线,并根据面波层析成像反演得到秦岭—大别及邻区周期8~35 s范围内相速度分布图像.结果显示,大别地块在14 s相速度分布图中呈现低速异常,与8 s相速度分布图中的高速异常形成鲜明对比,反映大别HP/UHP(high pressure/ultrahigh pressure metamorphic rocks,高压/超高压变质岩)的影响仅存在于上地壳.25 s相速度图中,大致以太行一武陵重力梯度带为界,东部以高速异常为主,西部以低速异常为主,反映了地壳东薄西厚的结构特征.14~35 s相速度分布图显示郯庐断裂带南段东西两侧的显著差异,佐证了郯庐断裂带发生大规模左行平移运动时,其南段可能切入壳幔边界.同时,郯庐断裂带南段可能存在一个热物质上涌的通道,熔融的热物质通过该通道上升,混入大别地区的中下地壳,造成了红安一大别造山带的差异隆升.南秦岭与四川盆地东北部表现为低速异常,是否与青藏高原物质东流或者南秦岭的拆沉有关,还有待于进一步深入研究.  相似文献   

龙门山断裂带中段深地震宽角反射/折射剖面研究          下载免费PDF全文

李佳欣  洪启宇  郑需要 《地震学报》2017,39(2):188-206

射线追踪方法是研究地震波在横向非均匀地壳介质中传播的重要方法.本文推导了理论走时对网格化节点速度的偏导数公式，提出了针对深地震宽角反射/折射剖面数据反演的联合迭代法，并使用该方法对横跨龙门山断裂带中段的一条深地震宽角反射/折射剖面进行了反演和解释.首先，对每一炮的观测数据进行一维反演，在此基础上插值出一个粗略的二维速度模型；然后，使用射线追踪方法计算理论走时，再根据理论走时与观测走时的拟合程度对二维模型进行调整，以获得更加接近实际的二维速度模型；最后，利用联合迭代法对观测走时进行反演，经反复迭代使所有接收点理论走时与实测走时的残差平方和最小，最终获取该剖面的二维地壳速度结构.反演结果表明:测线东段的沉积盖层明显厚于中段褶皱带和西部高原，中部褶皱带部分地区出现基岩裸露；构造转换带两侧的地层分界面近于水平层状分布，其西侧的中、下地壳内各存在一个层间速度间断面；构造转换带内存在薄厚不等的低速层，自西向东有增厚趋势.此外，龙门山断裂带的3条主断裂向下深切结晶基底，这是由于西部松潘—甘孜地块自西向东运动，受到刚性扬子地块的阻挡，沿铲式断裂向上爬升所致；而在断层上盘距地表约15 km深处出现的最大剪应力极值区，正是发生汶川M_S8.0地震的震源位置.   相似文献   

安丘—莒县断裂小店—大店段断层活动证据及断层泥分布特征初步研究     

付俊东  王志才  熊仁伟  王雷  张广成  夏暖 《地震》2017,37(2):57-66

郯庐断裂带最新活动的断层分布于潍坊至嘉山一带, 而安丘—莒县断裂是郯庐断裂带的重要活动断裂之一。 基于地质考察、 高密度电法探测和钻孔联合剖面, 对安丘—莒县断裂小店—大店段断层活动证据及断层泥分布特征进行研究。 地质考察发现紫红色砂砾岩逆冲到全新世耕植土上方, 两者之间发育断层泥带, 断层泥内含少量角砾岩, 为全新世活动逆断层。 高密度电法探测结果表明断层通过位置电阻率差异明显。 钻孔联合剖面揭露的地层: 全新世耕植土、 全风化砂质泥岩、 强风化砂质泥岩、 碎裂岩、 断层泥带及中风化砂质泥岩。 钻孔K1和K2揭露深灰色断层泥带, 倾向西, 倾角约为74°, 厚度约为13.9 m, 与南侧出露的断层泥带产状相协调。 工作区范围内, 发育多处褶皱、 破碎带和断层泥带, 断层表现为全新世逆断层性质。  相似文献