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地球物理学报
地球物理学报

刘光鼎

月刊

0001-5733

actageop@mail.igcas.ac.cn

010-82998105

100029

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

    海水速度结构的OBS透射走时层析反演

    刘玉柱刘雯王建花伍正...
    3402-3411页
    查看更多>>摘要：近年来,海洋高分辨率地震勘探领域取得了显著进展,对地震资料反演的精度要求日益严苛.为了提升后续处理的效率和准确性,获取更为精确的海水速度分布显得至关重要.然而,传统的走时层析方法在利用有限偏移距的海面拖缆数据时,往往难以达到理想的垂向分辨率,从而限制了海水速度建模的精确性.鉴于此,本文提出了一种基于OBS(海底地震仪)观测系统的透射波走时层析方法.该方法采用伴随状态法走时层析作为反演工具,利用OBS观测系统声压分量中的海水透射波走时信息,对海水速度结构进行精确反演.理论模型和实际资料实验结果表明,该方法能够准确建立海水速度模型,提高海水以下地层的成像效果.

    OBS透射波走时层析海水速度建模

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    缅甸中部印缅山脉-中央盆地的孕震构造环境

    龚萱杨顺任长风Chit Thet Mon...
    3412-3423页
    查看更多>>摘要：缅甸作为全球受地震灾害影响甚为严重的国家之一,因缺乏区域地震观测资料,对其孕震构造环境的详细分析研究十分不足.本文利用中缅联合地球物理探测(CMGSMO)项目在缅甸布设的密集宽频带地震台阵观测数据,对印缅山脉至中央盆地的地震活动特征进行了分析.基于改进的剪切-粘贴法(generalized Cut And Paste,gCAP)新获得了 28个ML3.0～5.0地震事件的震源机制解等震源参数信息,并结合全球矩心矩张量(Global Centroid Moment Tensor,GCMT)目录及其他已发表的震源机制解资料,应用区域阻尼应力场反演算法得到了研究区的应力分布状态,综合探讨了研究区域深浅部构造关系及孕震机制.研究表明印度板块持续的斜向俯冲控制着印缅山脉和中央盆地的地震活动,但其影响向东逐渐减弱,浅部最大主应力方向的变化可能反映的是局部应力集中或者是相对短时间内的应力调整,不同区域的地震活动差异主要受区域构造及其浅部断层的影响,中央盆地下方的两个邻区之间的最大主应力轴的偏转可能与深部活动相关.

    震源机制解构造应力场俯冲带印缅山脉中央盆地

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    利用黏弹性球体位错理论研究2004年苏门答腊地震震后效应对华南块体的影响

    刘泰邹镇宇吴伟伟佘雅文...
    3424-3435页
    查看更多>>摘要：本文基于黏弹性球体位错理论和GNSS观测资料,约束东南亚地区大范围地幔黏滞性结构,探讨该地震的震后形变及其对华南块体的影响.首先收集泰国地区震后位移资料,考虑兼顾稳态和瞬态震后形变的Burgers黏弹性体,利用黏弹性球体位错理论进行模拟,得到软流圈麦克斯韦黏滞性系数(ηm)为5×1018Pa·s,开尔文体黏滞性系数与麦克斯韦体比值(a)为0.3,开尔文体剪切模量与麦克斯韦体比值(γ)为0.33.进而收集和模拟华南块体及其周边区域震后形变,GNSS流动站观测资料显示震后2年形变主要集中于华南块体南部,观测与模拟震后位移方向整体一致,往西南方向指向震中,震后形变量上存在明显差异,云南地区模拟值偏大,而华南块体南部模拟值偏小.GNSS连续站观测资料显示,华南块体受苏门答腊地震震后形变的影响在2010年后明显减弱.后续地壳变形研究以华南块体为参考基准时,建议基于2016年以后的观测提取速度场.

    2004年苏门答腊地震黏弹性体华南块体GNSS观测资料

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    川滇地区地壳应力场研究现状

    田建慧高原
    3436-3453页
    查看更多>>摘要：位于青藏高原东缘的川滇地区不仅是印度板块与欧亚大陆挤压碰撞的前缘地带,也是研究青藏高原演化以及高原物质东南向逃逸的重要场所,区域地壳被纵横交错的活动断裂和块体边界切割为多个次级块体,剧烈的构造运动导致了该区应力场具有强烈的横向不均匀分布.本文总结了近年来川滇地区地壳应力场研究进展,分析了地表变形场、原地应力测量资料、震源机制解结果,系统讨论了川滇地区不同尺度的应力场方向及非均匀性特征.川滇地区的地表变形场沿鲜水河—小江断裂带为界的西侧区域,到红河断裂与丽江—小金河断裂交汇区域,都为明显的顺时针旋转变形.在青藏高原物质东向挤压作用下,川滇地区的构造应力场整体以龙门山断裂—丽江—小金河断裂为界,北部以NE-SW、E-W向挤压和NW-SE、N-S向拉张为主,南侧主压应力沿该断裂带呈扇形分布,与地表变形场形态一致,主张应力沿该断裂系呈弧形分布,与地形等值线特征基本一致.川滇地区的壳幔变形可能是北部耦合,南部解耦.本文分析发现,区域内龙门山断裂、红河断裂和丽江—小金河断裂等大型断裂带下方构造应力场呈现分段变化,与地震各向异性揭示的深部介质变形有关.

    川滇地区构造应力场地表变形场龙门山断裂丽江—小金河断裂

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    2023年甘肃积石山MS6.2地震地表破裂及震害特征分析

    苏瑞欢袁道阳郑文俊王爱国...
    3454-3471页
    查看更多>>摘要：2023年12月18日,在甘肃省积石山县(102.79°E,35.70°N)发生了 MS6.2地震,震源深度约10 km,性质以挤压逆冲为主,兼有少量右旋走滑分量.根据现场应急考察结果,本次地震震中位于拉脊山北缘断裂带南东段的积石山东缘断裂上,震区附近该断裂由4条次级断裂组成,包括积石峡断裂、大墩村断裂、赵木川断裂和大河家断裂,构成较复杂的几何图像.沿各次级断裂形成了多处具有两组优势方向的构造地裂缝和雁列状裂缝带,并沿大墩村断裂、赵木川断裂和大河家断裂形成了少量厘米级同震逆冲(位错值2～4 cm)和右旋位错(位错值3 cm)现象.综合前人小震精定位结果认为,积石山东缘断裂的大墩村断裂、赵木川断裂和大河家断裂等三条次级断裂共同构成本次地震的发震构造,实际上这是一次积石山东缘断裂向临夏盆地内部挤压扩展过程中,次级断裂活动的地震事件,而其主断裂(积石峡断裂)全新世有新活动的地质地貌证据,本次地震应力可能未完全释放,其未来发生更大地震的危险性应引起重视.本次地震还引发了不同类型的崩塌、滑坡、边坡滚石、液化—泥流、房屋破坏等一系列地质灾害及建筑物震害,造成了上百人遇难和严重的经济损失.通过对极震区大墩村典型黄土台塬不同部位震害特征的调查分析,发现地震对黄土台塬上部早期建设的老旧房屋及围墙造成了严重垮塌破坏,而在台塬中部的斜坡部位造成了多处规模不等的崩塌、滑坡、地表张性裂缝等边坡失稳现象,在台塬下部谷地地表裂缝及房屋震害较轻.考虑到黄土台塬上部及斜坡的场地放大效应是造成本次地震灾害严重的重要原因之一,后续应考虑黄土台塬区域村镇房屋加固及工程建设针对性抗震设防的必要性.

    积石山MS6.2地震积石山东缘断裂同震破裂地震灾害

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    基于广义坐标变换的起伏地表频率域波动方程正演模拟与逆时偏移

    郑忆康姚艺范礼
    3472-3482页
    查看更多>>摘要：高效精确的波动方程正演模拟是地震偏移成像和参数反演的核心,频率域的有限差分方法在正演模拟具备一定优势,包括能够在多震源模拟中计算效率更高,在选择网格间距时更具有灵活性等.然而,这种方法在处理起伏地表问题上较为困难.为了解决起伏地表情况下的频率域波动方程正演模拟与逆时偏移问题,我们提出通过建立广义坐标系,利用传统笛卡尔坐标系到起伏地表坐标系的映射关系,在起伏地表条件下高精度地模拟地震波传播波场.在此基础上,进一步讨论了实现频率域逆时偏移的可行性.并使用均匀模型和Foothills模型的数值测试来验证本文方法基本流程的有效性和计算效率.结果表明,在进行复杂地表场景的频率域地震成像和反演时,本文方法具有作为正演建模求解器的潜力.

    起伏地表波动方程正演模拟频率域有限差分逆时偏移

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    地震测线-稀疏节点联合初至层析速度建模

    王朝麟邹志辉姚刚孙文亮...
    3483-3495页
    查看更多>>摘要：近年来含油气盆地的深层勘探逐渐成为研究热点,如何提高深层的速度建模精度是地震勘探所面对的关键问题.常规地震测线偏移距短,无法记录含有深层结构信息的长偏移距初至数据,采用地震测线初至到时的建模方法不能建立深层速度模型.地震节点记录具有广角和宽方位的特征,在全球/区域地震学中被广泛应用于深部结构研究.但是,地震节点的密集布设会剧烈增加节点数量和野外工作量,而地震节点的稀疏布设则难以保证浅部速度结构的建模精度,引起深部速度建模的不准确.针对该问题,我们提出一种新的地震测线-稀疏节点联合初至层析速度建模方法:将常规地震测线与稀疏地震节点结合形成新观测系统,联合地震节点和常规测线的初至走时,采用地震层析成像开展油田深层速度建模.数值实验和实际应用结果均显示,地震测线与稀疏节点联合可以在浅层和深层均形成良好的数据覆盖,初至层析在浅层和深层均具有较高的建模精度.在大节点间距情况下联合常规地震测线和节点的联合方法比常规测线采集仅增加很少工作量,但其层析速度建模仍具有较高的建模精度,与高成本的高密度节点数据建模结果精度相近.本文方法可以方便地应用于常规地震测线采集的区块,在增加很少工作量的情况下实现深层高精度速度建模,对于含油气盆地的深层勘探具有重要意义.

    地震节点地震测线深层构造地震层析成像速度建模

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    基于弹性反射波正演表达的转换波逆时偏移与反偏移

    丁超马坚伟
    3496-3509页
    查看更多>>摘要：针对线性化弹性反射波方程无法直接用于弹性转换波反偏移模拟的问题,本文提出基于高频近似的一次反射波模拟新方法.该方法基于地震波传播的散射理论,先对地下速度扰动的空间变化进行高频近似,再基于散射波传播方程推导得到线性化一次反射波传播方程.基于弹性反射地震数据表达,本文采用线性算子的伴随估计反射系数,实现反射波逆时偏移.根据该线性表达,联合背景速度和成像值来模拟一次反射横波传播,实现了弹性波角度域反偏移,并进一步导出成像值关于波速的梯度.数值实验表明,基于弹性反射地震数据表达的偏移成像方法,既克服了极性反转效应,又使成像结果包含了更为丰富的反射角信息;一次反射波模拟方法获得的弹性地震数据具有较高的精度和稳定性,得到的弹性波场的振幅和相位信息与理论解析解吻合较好,有效保证了成像域层析速度反演梯度的稳定求解.

    弹性波动方程反射波转换波逆时偏移逆散射成像条件高频近似角度域反偏移

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    基于分数阶Zener模型的VTI黏弹性介质频变Q效应数值模拟

    张亚兵刘洋陈同俊
    3510-3526页
    查看更多>>摘要：黏弹性是地球介质的基本属性.地震波在黏弹性介质中传播会发生振幅衰减和速度频散,导致能量和走时出现变化,影响地震资料的准确成像及解释.因此,研究地震波在黏弹性介质中的传播规律具有重要意义.当前,主要利用常Q(不随频率变化)模型(CQM)表征地震波在地球介质中的传播规律,与高温、高压或含流体介质中观测到的Q随频率变化规律不符.基于分数阶Zener模型(FZM),通过改变分数阶大小,本文研究了 Q的频变特性随分数阶的变化规律.考虑速度和Q各向异性,推导了 VTI介质的FZM黏弹性波方程,提出了 VTI介质的频变Q效应数值模拟方法.数值算例表明:当Q随频率变化较小时,FZM与CQM方法的结果相似;当Q随频率变化剧烈时,FZM与CQM方法的模拟结果差异较大.

    分数阶Zener模型黏弹性波频变QVTI介质数值模拟

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    含随机正交裂缝层状岩石的地震波频散和衰减

    孙浩韩同城符力耘
    3527-3543页
    查看更多>>摘要：作为流体流动的通道,广泛分布于地层中的裂缝决定着地层渗流能力的大小,因此裂缝的探测对油气勘探与开发具有重要意义.地震勘探是探测裂缝的常用手段,当地震波在饱和含相交裂缝层状岩石中传播时,可引发层间流、裂缝-背景波致流(FB-WIFF)和裂缝-裂缝波致流(FF-WIFF),岩石内部的流体流动使得岩石弹性参数随频率变化并伴随能量损耗,进而导致地震波发生频散和衰减.本文建立了层间流、FB-WIFF和FF-WIFF共同影响下含随机正交裂缝层状岩石弹性参数频散和衰减的计算公式并分析了含随机正交裂缝层状岩石弹性参数C33频散和衰减的影响因素及规律.结果表明:层间流阶段C33的频散和衰减与相邻两层之间弹性模量的差异直接相关,当两层之间弹性模量无差异时,C33不发生频散和衰减,C33的频散和衰减随着两层之间弹性模量差异的增大、两层之间层厚差异的减小而增强;FB-WIFF和FF-WFF阶段C33的频散和衰减主要受到各层背景孔隙纵横比、背景孔隙度、裂缝纵横比、裂缝密度的影响,其中,FB-WIFF阶段C33的频散和衰减分别随着背景孔隙纵横比、背景孔隙度、裂缝密度的增大和裂缝纵横比的减小而增强;FF-WIFF阶段C33的频散和衰减分别随着背景孔隙度、裂缝密度的增大和背景孔隙纵横比、裂缝纵横比的减小而增强.研究结果提高了对含随机正交裂缝层状岩石中地震波频散和衰减的认识并为利用地震勘探资料定量评价裂缝提供了理论支持.

    正交裂缝层状岩石频散衰减

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