基于深度卷积神经网络的剪切波分裂质量检测     

张彭达  戴志阳  查显杰 《中国地震》2020,36(3):539-549

剪切波分裂是分析地震各向异性的一种重要手段,常规方法是利用网格搜索获取分裂参数,再通过不同方法的测量结果对比测量结果进行质量检测,这一过程会耗费大量计算时间。本文针对这一问题提出了一种利用深度卷积神经网络对剪切波分裂进行质量检测的新方法,对使用了Resnet残差结构的深度神经网络进行训练,直接对二分量剪切波波形数据的质量进行分类。整个过程为:神经网络通过卷积层提取波形特征,计算损失函数后反向传播训练模型参数,完成迭代训练后的模型对输入波形数据正向计算自动输出类型。本文利用川西台站接收到的实际数据以及随机生成的合成数据分别对该网络进行训练,均可以获得准确的分类结果。相比于通过多种剪切波分裂方法对比测量结果的质量检测方法,基于神经网络的方法可以省略网格搜索的计算过程直接判断质量类型,在运算速度上的优势明显,并可继续通过训练提高模型的精度,为提升剪切波分裂方法在数据处理过程中的操作效率提供帮助。  相似文献   

青藏高原东北缘重力场深部结构及其动力学特征          下载免费PDF全文

王鑫  姜文亮  张景发  王德华  田云峰  申文豪 《地球物理学报》2020,63(3):988-1001

本文采用欧拉反褶积、场源参数成像(SPI)、场源边界提取(SED)、莫霍面反演、地壳三维可视化等多源方法,对青藏高原东北缘地区的布格重力场进行反演与分析,深入研究该地区的深部结构与变形特征,探讨区域深部孕震环境及动力学机制.研究表明,青藏高原东北缘的布格重力场整体呈负异常值,具有明显的分区性,表现出鄂尔多斯盆地异常值相对偏高、阿拉善块体次之、青藏高原块体极低的特点,其中海源断裂系形成了一条宽缓的弧形重力梯度条带,梯度值达1.2 mGal·km^-1.欧拉结果显示,鄂尔多斯盆地相比于青藏高原块体而言,场源点具有较强的均一性,场源强度值高(密度值高)且深度稳定在25~32 km范围内,而高原块体的中下地壳尺度广泛分布着低密度异常体.SPI图可知,海源弧形断裂系位于“浅源异常”弧形区,反映其地壳较为活跃,易发生中强地震.SED图揭示青藏高原地壳向东北扩展,经过几大断裂系的调节后运动矢量向东或东南转化,SED与GPS、SKS运动特征大致相同,说明地表-地壳-地幔的运动特征有着较强的一致性.青藏高原东北缘地区壳幔变形是连贯的,加之莫霍面由北向南、由东向西是逐渐加深的,因此属于垂向连贯变形机制,不符合下地壳管道流动力学模式.区域形成了似三联点构造格局,其中海源弧形断裂系的深部地壳结构复杂,高低密度异常体复杂交汇,是青藏高原、阿拉善、鄂尔多斯三大块体相互作用的重要枢纽,其运动学特征总体为中段走滑尾端逆冲,而断裂系正处于大型的弧形莫霍面斜坡带之上,具备强震的深部孕震环境,因此大尺度的运动调节与深部孕震条件共同促使了该地区中强震的多发.  相似文献   

Redox evolution of western Tianshan subduction zone and its effect on deep carbon cycle     

《地学前缘(英文版)》2020,11(3):915-924

Knowing the phase relations of carbon-bearing phases at high-pressure(HP) and high-temperature(HT) condition is essential for understanding the deep carbon cycle in the subduction zones.In particular,the phase relation of carbon-bearing phases is also strongly influenced by redox condition of subduction zones,which is poorly explored.Here we summarized the phase relations of carbon-bearing phases(calcite,aragonite,dolomite,magnesite,graphite,hydrocarbon) in HP metamorphic rocks(marble,metapelite,eclogite) from the Western Tianshan subduction zone and high-pressure experiments.During prograde progress of subduction,carbonates in altered oceanic crust change from Ca-carbonate(calcite) to Ca,Mg-carbonate(dolomite),then finally to Mgcarbonate(magnesite) via Mg-Ca cation exchange reaction between silicate and carbonate,while calcite in sedimentary calcareous ooze on oceanic crust directly transfers to high-pressure aragonite in marble or amorphous CaCO3 in subduction zones.Redox evolution also plays a significant effect on the carbon speciation in the Western Tianshan subduction zone.The prograde oxygen fugacity of the Western Tianshan subduction zone was constrained by mineral assemblage of garnet-omphacite from FMQ-1.9 to FMQ-2.5 at its metamorphic peak(maximum P-T) conditions.In comparison with redox conditions of other subduction zones,Western Tianshan has the lowest oxygen fugacity.Graphite and light hydrocarbon inclusions were ubiqutously identified in Western Tianshan HP metamorphic rocks and speculated to be formed from reduction of Fe-carbonate at low redox condition,which is also confirmed by high-pressure experimental simulation.Based on petrological observation and high-pressure simulation,a polarized redox model of reducing slab but oxidizing mantle wedge in subduction zone is proposed,and its effect on deep carbon cycle in subduction zones is further discussed.  相似文献   

Deep gold mineralization features of Jiaojia metallogenic belt,Jiaodong gold Province: Based on the breakthrough of 3000 m exploration drilling     

《China Geology》2020,3(3):385-401

Recently, continuous breakthroughs have been made about deep gold prospecting in the Jiaodong gold province area of China. Approximately 5000 t of cumulative gold resources have been explored in Jiaodong, which has thus become an internationally noteworthy gold ore cluster. The gold exploration depth has been increased to about 2000 m from the previous <1000 m. To further explore the mineralization potential of the Jiaodong area at a depth of about 3000 m, the Shandong Institute of Geological Sciences has drilled an exploratory drillhole named “Deep drillhole ZK01” to a depth of 3266 m. Hence, as reported herein, the mineralization characteristics of the Jiaojia metallogenic belt have been successfully documented. ZK01 is, to date, the deepest borehole with an gold intersect in China, and constitutes a significant advance in deep gold prospecting in China. The findings of this study further indicate that the depth interval of 2000 m to 4000 m below the ground surface in the Wuyi Village area incorporates 912 t of inferred gold resources, while the depth interval of 2000 m to 4000 m below the surface across the Jiaodong area possesses about 4000 t of inferred gold resources. The Jiaojia Fault Belt tends to gently dip downward, having dip angles of about 25° and about 20° at vertical depths of 2000 m and 2850 m, respectively. The deep part of the Jiaojia metallogenic belt differs from the shallow and moderately deep parts about fracturing, alteration, mineralization, and tectonic type. The deep zones can generally be categorized from inside outward as cataclastic granite, granitic cataclasite, weakly beresitized granitic cataclasite, beresitized cataclasite, and gouge. These zones exhibit a gradual transitional relation or occur alternately and repeatedly. The mineralization degree of the pyritized cataclastic granite-type ore in the deep part of the Jiaojia metallogenic belt is closely related to the degree of pyrite vein development; that is, the higher the pyrite content, the wider the veins and the higher the gold grade. Compared to the shallow gold ores, the deep-seated gold ores have higher fineness and contain joseite, tetradymite, and native bismuth, suggesting that the deep gold mineralization temperature is higher and that mantle-sourced material may have contributed to this mineralization. ZK01 has also revealed that the deep-seated ore bodies in the Jiaojia metallogenic belt are principally situated above the main fracture plane (gouge) and hosted within the Linglong Granite, contradicting previous findings indicating that the moderately shallow gold ore bodies are usually hosted in the contact zone between the Linglong Granite and Jiaodong Group or meta-gabbro. These new discoveries are particularly significant because they can help correct mineralization prospecting models, determine favorable positions for deep prospecting, and improve metallogenic prediction and resource potential evaluation.  相似文献   

基于贝叶斯方法的深层充电效应风险模型评估          下载免费PDF全文

李程  陈东 《地球物理学报》2019,62(6):1991-2000

高能电子穿透航天器并在其内部沉积电荷从而引发深层充电效应,是导致卫星故障的重要因素之一.为了评估深层充电效应诱发卫星异常的风险,本文基于贝叶斯方法,使用一颗地球同步轨道卫星的异常数据和GOES-8卫星的电子通量探测数据,计算了不同能量阈值及累积时间的电子注量、不同卫星配置下模拟仿真的沉积电荷,并分别与卫星异常建立一系列概率风险模型.本文从模型中随机抽样得到模拟异常,并与实测异常构造混淆矩阵以评估模型拟合优度,结果表明1.0MeV电子3日累积注量-卫星异常概率风险模型为该卫星最优模型.本文利用最优模型对该卫星深层充电效应风险进行了计算,在1.0MeV电子3日累积注量达到2.0×10~(10)cm~(-2)·sr~(-1)时,该卫星发生深层充电异常的平均后验概率为27%,且95%最小可信值为22%.根据最优模型,我们对该卫星最可能导致异常的部件的材料和结构等特征做出了推断.  相似文献   

青藏高原“亚东—东巧—葫芦湖”大陆裂谷带形成的深层动力过程   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

滕吉文  宋鹏汉  刘有山  张雪梅  马学英  闫雅芬 《地球物理学报》2019,62(9):3321-3339

正确理解亚东—东巧—葫芦湖构造带的形成与属性对深化认识青藏高原的地壳形变、物质运动的行为与轨迹和深层动力过程极为重要.通过较系统的多元要素分析和研究发现：（1）基于壳、幔结构的空间展布特征表明，这是一条在EW向拉张力系作用下的陆内裂谷带；（2）强烈地震的活动与发生、大地热流异常值展布和地幔对流应力场研究证明，它是一条现今活动的大陆裂谷带；（3）该裂谷带的形成与演化乃地球内部物质与能量强烈交换的产物.  相似文献   

深度神经网络拾取地震P和S波到时   总被引：8，自引：0，他引：8       下载免费PDF全文

于子叶  储日升  盛敏汉 《地球物理学报》2018,61(12):4873-4886

从地震波形数据中快速准确地提取各个震相的到时是地震学中的基础问题.本文针对上述问题提出了利用深度神经网络拾取到时的新方法，建立了用于地震到时提取的17层Inception深度网络模型，在对原始三分量数据进行高通滤波和归一化处理后输入网络直接输出到时信息.整个过程基于神经网络自适应提取波形特征，自动输出结果.通过对100组加了不同强度的噪声数据进行了可靠性检验，相比于其他方法神经网络方法对于噪声具有较高的容忍度以及稳定性，并且与地震目录数据有较高的相似性.相比于AR-AIC+STA/LTA，深度神经网络虽然运算速度稍慢，但整个过程不需设定时窗与阈值，同时具有更高的可用性，并且可以迭代升级以提高精度.此方法作为人工智能方法，为波形到时拾取提供了新思路.  相似文献   

基于卷积神经网络与条件随机场方法提取乡镇非正规固体废弃物     

刘懿兰  黄晓霞  李红旮  柳泽  陈崇  王新歌 《地球信息科学学报》2019,21(2):259-268

随着村镇经济建设发展,生活垃圾和工业固体废弃物造成的污染问题日益突出,已经成为制约新农村建设发展和生态文明建设的关键问题,而目前针对乡镇非正规固体废弃物的调查与统计主要依赖全国各乡镇相关部门逐级调查上报,工作量较大。本文基于高分辨率遥感影像,将深度学习模型和条件随机场模型相结合引入到乡镇固体废弃物的提取研究中,探索一种基于深度卷积神经网络的乡镇固体废弃物提取模型。由于固体废弃物在影像上表现为面积小,分布破碎等特点,为了提高工作效率,将模型特分为识别和提取2个部分：① 通过全连接卷积网络（CNN）对固体废弃物进行快速识别判断,筛选感兴趣区域影像块;② 在传统的全卷积神经网络(FCN)的基础上加入条件随机场模型(CRF)提取固体废弃物边界,提高整体分割精度。根据安徽、山西等地区相关部门上报固体废弃物堆放点以及住房与城乡建设部城乡规划管理中心进行野外检查的结果,实验最终识别精度达到86.87%以上;形状提取精度为89.84%,Kappa系数为0.7851,识别与提取精度均优于传统分类方法。同时,该方法已经逐步应用于住房和城乡建设部有关成都、兰州、河北等部分乡镇非正规固体废弃物的核查工作,取得了较为满意的结果。  相似文献   

2013年夏季南极南设得兰群岛周边海域透光层水团结构          下载免费PDF全文

周梦潇  朱国平 《极地研究》2020,32(1):90-101

南设得兰群岛位于德雷克海峡南侧, 南经布兰斯菲尔德海峡与南极半岛相望。该区域一直是南大洋海洋学研究的热点区域, 近些年已成为南极磷虾渔业的重要作业区。透光层作为海洋生物活动最为集中的区域, 也是海洋中生产力最为丰富的区域。了解透光层水团的特性及变化, 一方面可为南极半岛海洋学研究提供基础信息, 同时也可为南极磷虾等中上层海洋生物的分布及其致因提供科学支撑。通过分析2013年1月至3月南设得兰群岛周边海域5个断面的透光层温、盐数据, 本研究梳理了该区域的水团属性和分布。结果显示, 南设得兰群岛北侧较深水区水团垂向结构明显, 由上至下依次为南极夏季表层水、冬季水和绕极深层水。位于南设得兰群岛南侧的布兰斯菲尔德海峡内, 威德尔海过渡水特征几乎占据了整个布兰斯菲尔德海峡。但布兰斯菲尔德海峡西南侧水团结构较为复杂, 包括了威德尔海过渡水、别林斯高晋海过渡水和德雷克海峡水等。阐明南设得兰群岛周边复杂的水团结构对于进一步开展南大洋生物-物理相互作用研究具有重要的科学意义。  相似文献   

南海北部陆缘珠江口盆地岩石圈热结构   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

唐晓音  黄少鹏  张功成  杨树春  胡圣标 《地球物理学报》2018,61(9):3749-3759

沉积盆地岩石圈热结构特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的约束条件，对盆地动力学研究和油气资源评价具有重要意义.由于海洋勘探难度大、勘探程度低，相对于大陆地区，边缘海盆地比较缺乏岩石圈热结构方面的研究.本文在收集整理珠江口盆地及邻区大地热流数据的基础上，补充收录了自2003年以来发表的新数据，绘制了研究区最新版的大地热流等值线图；基于中美合作双船地震剖面揭示的深部地壳结构计算了研究区的壳-幔热流、深部温度以及"热"岩石圈厚度.研究表明，珠江口盆地地壳热流介于18.7~28.6 mW·m^-2，地幔热流介于36.9~91.4 mW·m^-2，壳幔热流比值0.23~0.75；由陆架、陆坡至中央海盆，在地壳热流逐渐减小的情况下地表热流逐渐递增，说明地表热流分布主要受深部热作用控制；盆地"热"岩石圈厚度介于34.0~87.2 km，平均65.5 km，反映出显著拉张减薄的特征.  相似文献