期刊,地球物理学报 2024年卷10期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

地球物理学报

主　　编：刘光鼎

出版周期：月刊

国际刊号：0001-5733

电子邮箱：actageop@mail.igcas.ac.cn

电　　话：010-82998105

邮政编码：100029

地　　址：北京市9825信箱

地球物理学报/Journal Chinese Journal of GeophysicsCSCD北大核心CSTPCDEISCI

查看更多>>本刊为专业学术性刊物。报道地球物理学领域的研究成果，刊登论文、研究简报及综述等。内容涉及地震及地球内部物理学和化学、地磁及空间物理、重力及大地测量学、大地构造物理学、地球动力学、勘探地球物理、海洋及大气物理等方面。读者对象为地球物理及其相关学科的科学技术工作者和大专院校师生。

正式出版

收录年代

利用地震反射剖面研究辽东青城子矿集区浅层地壳结构

贾民强徐涛曾庆栋苗来成...

3781-3795页

查看更多>>摘要：青城子矿集区位于辽东地区中部,发育大量的金及铅锌矿床.尽管前人对矿集区内的矿床进行了大量的地质研究,但仍存在矿集区控矿构造延深情况不清、浅层地质格架不明的问题,制约了对矿集区成矿作用的认识及下一步的找矿工作.本文基于青城子矿集区布设的二维反射地震测线,通过偏移成像获得了矿集区9 km以浅地质构造特征,结果表明:(1)青城子矿集区的上地壳呈现"双层"结构特征,即古元古代变沉积岩系辽河群覆于太古代基底之上,同时还反映出该地区辽河群可分为上、中、下三个地层层序,其界面及展布形态等较为清楚,总体厚度5000～6700 m;(2)矿集区构造格架是以尖山子深大断裂为根带的一个逆冲推覆体系,为分析白云、小佟家堡子金成矿构造样式及成矿提供了可靠的依据;北西向尖山子断裂为青城子矿集区内一级控矿断裂,可能是区内的导矿构造,控制着青城子东部地区金矿床的空间展布;(3)在小佟家堡子断裂下盘大石桥组地层内部解译出一个隐伏岩体,推测其可能是与金成矿有成因关系的印支-燕山期岩体,暗示青城子矿集区深部具有较好金成矿潜力;并在此基础上建立了该区金成矿模式,为确定深部找矿远景区指明了方向.

关键词：

偏移成像地壳结构青城子矿集区金成矿成矿模型

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万方数据
维普

非洲Okavango裂谷及邻区三维剪切波速度与径向各向异性结构研究

王拓王旭陈凌喻志超...

3796-3813页

查看更多>>摘要：非洲Okavango裂谷是东非裂谷系最年轻且仍处于发育初期阶段的裂谷,研究其地下结构及变形特征有助于深入了解东非裂谷系裂解初期结构构造特征,并进一步完善对裂谷系裂解动力学机制的认识.本文收集Okavango裂谷区域内41个宽频地震台站的连续波形数据,采用背景噪声技术获取Rayleigh和Love波相速度频散数据,进一步通过直接成像技术获得研究区地下50 km深度范围内的三维剪切波速度和径向各向异性结构.剪切波速度和径向各向异性结果显示,Okavango裂谷的中地壳具有低速和负径向各向异性(VSH＜VSV)的特征,支持裂谷地壳内存在熔融物质的观点.然而,裂谷的下地壳及上地幔顶部呈现较高的剪切波速度,表明地壳内的熔融物质可能并非源自地幔,因而不支持幔源物质侵入地壳诱发裂谷发育的机制.裂谷的下地壳及上地幔顶部呈现正径向各向异性(VSH＞VSV)的特征,结合前人资料,本文认为Okavango裂谷的发育可能是在先存构造薄弱带上由板内相对运动所提供的水平方向构造应力诱发的.此外,我们的结果还显示,在邻区Zimbabwe克拉通西南部,中、下地壳呈现出负径向各向异性,这一观测支持Okavango岩墙群侵入地壳导致该区域地壳增厚的认识.

关键词：

Okavango裂谷裂谷发育机制背景噪声剪切波速度径向各向异性

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万方数据
维普

2019年南极长城站地区地震活动特征

郭钊玥常利军

3814-3827页

查看更多>>摘要：基于中国第35次南极科学考察期间完成改建的长城站地震台2019年记录的宽频带三分量连续波形数据,本文发展了一种交错网格搜索的单台定位方法并将其应用于长城站地区的地震定位研究,定位了 35个信噪比较高的近震,获得了 2019年南设得兰群岛及周边地区的地震分布图.结果显示,地震主要沿NE走向的南设得兰群岛分布,最大震级为ML4.4,最小震级为ML1.6,震源深度范围为12～115 km.通过该区域地震活动特征的分析可知,相对于稳定的南极大陆内部,长城站所在的南设得兰群岛及周边地区地震活动性较强,主要是由于该区域受到南极板块、南美板块和斯科舍板块直接或间接的作用所致.南设得兰群岛南部及其西侧靠近南设得兰海沟的弧前盆地分布着一些中源深度的地震,说明该区域受到板块俯冲作用的影响,这直接给出了菲尼克斯板块向南设得兰群岛下的俯冲作用仍然进行的地震学证据.布兰斯菲尔德海峡位于南设得兰群岛岛弧的弧后盆地,该区域仍然沿NW-SE方向扩张,存在显著的火山活动和岩浆热液的运动,推测该区域发生的地震与火山活动有关.

关键词：

长城站地震台地震定位地震活动板块俯冲火山活动

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维普

高压下斜方和单斜辉石的超声波速度及其地球物理启示

张吉凯王多君蔡闹刘庆...

3828-3840页

查看更多>>摘要：辉石是主要的造岩矿物之一,在地幔岩模型中的含量仅次于橄榄石,占总体积的20％～30％.因此,高温高压下辉石的弹性,对于理解壳幔的物质组成、地震波不连续面的成因以及深部动力学过程具有重要的意义.本文以天然斜方辉石和单斜辉石为初始物,采用超声干涉法测量了两种样品在高压下的弹性波速.在实验的压力范围内,斜方辉石和单斜辉石的波速均随压力的升高而增大,二者速度值接近.依据本实验结果,结合其他地幔矿物的研究资料,采用Voigt-Reuss-Hill(VRH)方法计算了地幔橄榄岩在上地幔条件下的速度分布曲线.通过将计算结果与PREM模型对比,对地幔的物质成分进行了定量约束.

关键词：

高压斜方辉石单斜辉石超声波速地幔岩模型

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基于结构保护去噪神经网络的地震数据随机噪声压制

赵振聪饶莹

3841-3850页

查看更多>>摘要：随机噪声压制是地震数据处理中的重要环节,直接关系到后续地震资料处理和解释质量.与相干噪声不同,随机噪声具有频谱较宽、规律性差等特点,很难利用常规方法区分随机噪声与地震数据有效信号.相较于传统的基于稀疏域的噪声压制方法,基于神经网络深度学习的随机噪声压制方法具有自动化程度高的特点.现有的网络结构在压制地震数据随机噪声时,不可避免地破坏地震数据结构,尤其是对于含有复杂构造的地震数据.基于以上问题,本文在充分探索地震数据随机噪声特征的基础上,利用结构保护的深层卷积神经网络对野外采集的含噪地震数据进行随机噪声压制研究.研究中利用模拟数据与真实去噪地震数据作为标签数据对,结构保护的深层卷积神经网络可以学习含噪和去噪地震数据之间的内在特征联系.考虑到常规神经网络在地震数据随机噪声压制过程中不能有效保护地下复杂结构特征,文中采用地震数据局部倾角作为约束,并通过修改目标函数达到保护地震数据结构特征的目的.文中利用模拟数据与野外地震数据,对本文方法的噪声压制能力与常用的包括中值滤波、多道奇异谱分解方法在内的地震数据随机噪声压制方法进行了分析对比.数值结果表明,深层卷积神经网络可以有效压制地震数据中的随机噪声,地震倾角的加入可以有效保护地震数据中的复杂构造特征.

关键词：

叠后随机噪声压制神经网络局部地震倾角结构保护

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万方数据
维普

起伏地形多道面波分析方法

李红星刘洋胡书凡戴田宇...

3851-3858页

查看更多>>摘要：传统多道面波分析方法不适用于起伏地形条件,限制了其的应用场景.首先,基于聚束分析原理,提出了一种适用于地表起伏、地层界面水平的地质模型的多道面波频散曲线正演方法.数值分析结果表明,相对基于水平地形假设的传统频散曲线正演方法,本文方法正演的频散曲线与模拟地震记录提取的频散曲线吻合度更高.其次,提出以地层横波速度和地层界面高程为反演参数的反演策略,实现起伏地形多道面波频散曲线反演.通过起伏地形下模拟地震记录反演结果可知,相比传统多道面波分析方法,利用本文建立的起伏地形多道面波分析方法获得的横波速度剖面与地质模型一致性更好,验证了方法的有效性.

关键词：

起伏地形多道面波分析频散曲线

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频率域声波方程仿射25点格式高精度数值模拟

董树立陈景波

3859-3873页

查看更多>>摘要：构造一个高效的有限差分算子在提升频率域有限差分正演模拟的计算效率方面具有重要意义.旋转坐标系法以其良好的几何特性被广泛用于各种数值格式的构造.前人开发的广义双9点格式具有较高的数值精度且适用于任意矩形网格采样.仿射坐标系作为一种广义的坐标系统,以其不限制坐标轴彼此正交的特性而受到关注.在本研究中,我们基于仿射变换对广义双9点格式进行了深入分析,发现其并不严格遵循旋转坐标系方法.因为其在非均匀网格间隔和低波数下具有零阶截断精度.此外,考虑到广义双9点格式对有限差分模板利用不充分,我们基于仿射变换提出了一个具有更高精度的仿射25点格式.在相等或不等网格间距的情况下,仿射25点格式在低波数时都严格收敛.在高波数时,为限制相速度误差在1％以内,仿射25点格式仅需每最小波长的网格点数不多于2.2个.数值算例证明了仿射25点格式的准确性和优越性.

关键词：

仿射变换双9点格式25点格式声波方程频域有限差分

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基于弹性波动方程的局部尺度走时反演

胡勇黄兴国符力耘段超然...

3874-3890页

查看更多>>摘要：弹性波全波形反演(EFWI)充分利用了地震波的运动学和动力学信息,通过最小化目标泛函来反演地下高精度的纵横波速度参数.但是,当地震数据缺失低频分量时,EFWI易产生周期跳跃问题,严重影响纵横波速度参数的反演精度.为此,本文提出基于弹性波动方程的局部尺度走时反演方法(ELTI),来同步恢复纵横波速度模型的低波数分量,进而实现缓解EFWI周期跳跃的目标.该方法充分利用了弹性波全波场的局部尺度走时信息,能够对纵横波速度参数进行同步反演,很好地解决了常规波动方程走时反演方法只能获得纵波速度参数的缺陷.此外,由于ELTI方法同时利用了弹性波全波场的走时信息,可以有效获得深部区域纵横波速度模型的低波数分量,并为EFWI提供较好的初始速度模型.本文首先,利用局部尺度分解来提取弹性波全波场数据的局部尺度走时信息,并利用观测数据与模拟数据的局部尺度走时差构建ELTI目标函数;其次,结合链式法则和伴随状态法详细推导了ELTI目标函数对应的纵横波速度参数梯度算子;最后,结合L-BFGS优化算法同步更新纵横波速度模型.Marmousi模型测试结果表明,基于弹性波动方程的局部尺度走时反演方法可以很好地获得地下纵横波速度参数的低波数分量,从而缓解EFWI的周期跳跃问题.

关键词：

走时反演局部尺度弹性波全波形反演目标函数

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基于注意力机制U-Net的复杂地表地震初至拾取方法

李闻达刘洪吴天麒

3891-3903页

查看更多>>摘要：地震数据的初至拾取是近地表初至波反演、静校正等工作的基础,是后续地震数据处理中不可或缺的一部分.随着地震数据量的不断增加,近地表条件更为复杂,信噪比越来越低,传统的自动拾取方法逐渐无法满足海量的拾取任务,需要大量的人工校正工作.因此需要一种更为精确的地震数据自动初至拾取方法.本文的贡献主要有以下几点.本文提出将一个注意力机制的U-Net网络应用于信噪比低、强近地表干扰的地区的初至拾取方法.首先将注意力门结构加入到一个标准的U-Net模型中,逐步抑制不相关的背景部分特征,提升拾取的准确性.其次本文提出使用地震波形数据与能量表象(Energy Semblance,ES)作为双通道数据体,可以使U-Net不仅关注相位信息,而且关注到初至的能量属性.此外,我们使用单通道的"0-1"标签作为网络的输出,可以大大缓解标签值分布不均衡的问题,提升预测精度.最后我们提出构建复杂近地表特征的合成数据集,包含复杂初至特征及复杂非均匀噪声的样本,验证方法的鲁棒性,并证明Dice-loss函数可以提升拾取精度.本文提出的方法对于强噪声干扰、缺道坏道及复杂近地表情况均有良好的适应性.

关键词：

初至拾取注意力机制复杂近地表

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基于等效慢度的快速推进法求解三维地震波走时

赵忠华王成初海红张芝铭...

3904-3914页

查看更多>>摘要：走时计算在地震学以及勘探地震学中具有广泛的应用.快速推进法是一种快速求解地震波走时的方法.但是,由于波前面在震源附近存在较大曲率,采用传统方法会产生较大误差.为了解决这个问题,我们提出了基于等效慢度的快速推进法求解地震波走时.该方法采用了"以直代曲"的思想,定义等效慢度为走时与点到源点直线距离的商.这种处理方式其实是把走时场的复杂度或曲率信息部分转移到具有解析解的距离项上,使得等效慢度具有更小的曲率半径,并且等效慢度场的分布更加光滑.使用差分格式对等效慢度进行离散求解代替传统方法对走时的离散求解,在得到等效慢度以后,用距离乘以等效慢度得到该点的走时,可以获得更高的精度.最后,通过数值算例的精度和效率分析,验证了算法的有效性.

关键词：

等效慢度快速推进法程函方程走时

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