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华北地区勒夫波噪声层析成像研究

地球物理学报 2013年第7期56卷 2268-2279页

作者：房立华吴建平王未来王长在杨婷中国地震局地球物理研究所北京100081

利用华北地震科学台阵200个流动地震台站、14个月的连续波形数据,通过互相关方法提取了勒夫波的经验格林函数,使用多重滤波方法测量了5229条勒夫波的群速度频散曲线,采用噪声层析成像方法得到了研究区域4～30s的勒夫波群速度分布图像,... 详细信息

利用华北地震科学台阵200个流动地震台站、14个月的连续波形数据,通过互相关方法提取了勒夫波的经验格林函数,使用多重滤波方法测量了5229条勒夫波的群速度频散曲线,采用噪声层析成像方法得到了研究区域4～30s的勒夫波群速度分布图像,横向分辨率在多数区域可以达到0.25°×0.25°.层析成像结果显示,短周期的群速度分布特征与地表地质和构造特征基本一致,华北盆地和山西断陷带内的盆地呈现低速异常,燕山隆起和太行山隆起表现为高速异常;中周期的群速度分布图揭示了华北盆地内部隆起和坳陷的空间分布范围及沉积层的厚度差异.勒夫波频散曲线具有明显的分区特征,太行山隆起、燕山隆起和鄂尔多斯块体东北缘的频散曲线形态基本一致,和其它典型克拉通相似;张渤地震带和山西裂谷盆地的频散曲线基本一致,接近于埃塞俄比亚裂谷.中西部块体的平均频散曲线和其它典型克拉通相似,而东部块体的频散曲线和中西部块体存在较大差异,且低于其它典型克拉通,表明东部块体的地壳受到了强烈的破坏和改造,而中西部块体受改造的程度较低,仍具有稳定克拉通的物理性质.太行山重力梯度带的东西两侧在地形地貌、速度结构、频散特征、地壳厚度、岩石圈厚度以及地幔过渡带厚度均存在显著差异,是划分华北克拉通破坏空间范围的一条重要界线,推测华北克拉通的破坏范围主要在太行山重力梯度带以东.

关键词：噪声层析成像勒夫波华北克拉通互相关频散

基于勒夫波的鲁甸M_s6.5地震震源复杂性分析

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地球物理学报 2014年第9期57卷 3006-3017页

作者：许力生张旭严川李春来中国地震局地球物理研究所北京100081

2014年8月3日,云南省鲁甸县发生了Ms6.5地震,造成600余人死亡,震害之大出人预料.我们利用经验格林函数技术从国家地震台网记录的宽频带勒夫波提取了视震源时间函数,通过分析其方位依赖性获得了关于震源结构与能量辐射复杂性的认识,进而... 详细信息

2014年8月3日,云南省鲁甸县发生了Ms6.5地震,造成600余人死亡,震害之大出人预料.我们利用经验格林函数技术从国家地震台网记录的宽频带勒夫波提取了视震源时间函数,通过分析其方位依赖性获得了关于震源结构与能量辐射复杂性的认识,进而讨论了它们与震害之间的关系.对视震源时间函数的分析表明,能量释放的时间过程比较简短,83%的能量集中释放于前10 s,但这次地震发生于两个走向分别为60°和150°左右的相互交叉的断层,破裂开始于60°取向的断层,起初以双侧破裂为主,后来向60°方位的传播占优势,但很快触动了150°取向的断层,同样,起初以双侧破裂为主,后来向150°方位的传播占优势.由于两条断层同时参与了这次地震,近场能量辐射具有较强的方位复杂性,其中60°-210°方位能量辐射较强.所以,能量释放时间过程之简短但交叉的震源结构和依赖于方位的能量辐射应该是造成如此震害的主要原因.

关键词：鲁甸Ms6.5地震勒夫波视震源时间函数震源复杂性

基于拟Hessian梯度预处理算子的勒夫波全波形反演研究

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煤田地质与勘探 2021年第4期49卷 49-59页

作者：管建博李宇殷裁云杨智靳朝彬赵猛杨杭长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 华能煤炭技术研究有限公司北京101100

构建近地表横波速度模型是煤田多分量地震资料处理的重要环节。相较于面波多道分析法,全波形反演在构建近地表横波模型中具有更高的分辨率。然而,在基于梯度的全波形反演中,由于地震记录频带有限、波场的非均匀覆盖以及双重散射等原因... 详细信息

构建近地表横波速度模型是煤田多分量地震资料处理的重要环节。相较于面波多道分析法,全波形反演在构建近地表横波模型中具有更高的分辨率。然而,在基于梯度的全波形反演中,由于地震记录频带有限、波场的非均匀覆盖以及双重散射等原因导致梯度算子不随深度的增加而缩放,模型深部参数得不到明显更新。目标函数的Hessian算子包含曲率信息,可清晰预测梯度算子中的焦散现象及双重散射产生的伪影,因此,逆Hessian算子则可作为反卷积算子实现对梯度的预处理,加强对模型深部的照明能力。然而Hessian算子具有巨大维度,对其显式计算十分困难。基于此,借鉴逆散射理论的思想,给出勒夫波全波形反演目标函数的拟Hessian算子的表达式,并提出一种梯度预处理的全波形反演方法。将该方法分别应用于断层模型、凹陷模型以及起伏界面模型的重构试验,反演结果表明:与传统的共轭梯度全波形反演方法相比,基于拟Hessian算子的预处理共轭梯度方法可加快收敛速度,提升成像质量。

关键词：全波形反演勒夫波 Hessian算子共轭梯度法横波速度成像

蒙古中南部地区基于天然地震的勒夫波相速度层析成像

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地震学报 2016年第1期38卷 41-52,157页

作者：余大新吴庆举王鹏叶庆东潘佳铁高孟潭中国地震局第一监测中心中国天津300180 中国地震局地球物理研究所中国北京100081 水利部长江勘测技术研究所中国武汉430011

借助中蒙国际科技合作项目获取的宽频带地震台阵观测数据,采用小波变换频时分析技术提取了蒙古中南部地区901条双台间基阶勒夫波相速度频散曲线.通过对该曲线进行二维反演,重构了蒙古中南部地区12—80s周期内横向分辨率约为50km的勒夫... 详细信息

借助中蒙国际科技合作项目获取的宽频带地震台阵观测数据,采用小波变换频时分析技术提取了蒙古中南部地区901条双台间基阶勒夫波相速度频散曲线.通过对该曲线进行二维反演,重构了蒙古中南部地区12—80s周期内横向分辨率约为50km的勒夫波相速度分布图.结果显示,蒙古中南部地区相速度分布存在一定的横向不均匀性.短周期内(12—20s),相速度分布受地表地形的控制,杭爱—肯特山盆表现为高速异常,乌兰巴托盆地、中戈壁带及南戈壁带均表现为低速异常;中等周期内(20—40s),研究区相速度分布形态与短周期类似,但横向不均匀性强度减弱;中长周期内(40—70s),南戈壁带和杭爱—肯特山盆为低速异常,中戈壁带为高速异常,整个区域表现出南北低速异常夹中部高速异常的形态,与瑞雷波中长周期速度分布形态显著不同.结合中戈壁带分布大量新生代火山岩,推测研究区域内存在较强的径向各向异性.

关键词：蒙古中南部相速度面波层析成像勒夫波

基于无分裂复频移卷积完全匹配层边界的黏弹介质勒夫波模拟

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地震学报 2016年第2期38卷 244-258,328页

作者：谢俊法孙成禹伍敦仕乔志浩中国石油大学(华东)地球科学与技术学院中国山东青岛266580 中国石油勘探开发研究院西北分院中国兰州730020

本文建立了无分裂复频移卷积完全匹配层(CFS-CPML)吸收边界条件,利用交错网格下的高精度有限差分格式对黏弹性介质中的勒夫波场进行了数值模拟;分析了松弛机制个数对品质因子拟合精度的影响,验证了CFS-CPML边界条件对大角度掠射波的吸... 详细信息

本文建立了无分裂复频移卷积完全匹配层(CFS-CPML)吸收边界条件,利用交错网格下的高精度有限差分格式对黏弹性介质中的勒夫波场进行了数值模拟;分析了松弛机制个数对品质因子拟合精度的影响,验证了CFS-CPML边界条件对大角度掠射波的吸收效果.数值结果表明:本文方法所使用的5个松弛机制和空间4阶差分精度,即可在保证计算效率的前提下满足目前理论研究的需要;随着品质因子的减小,频散特征曲线的相速度逐渐向增高的方向偏离理论频散特征曲线的相速度,且各模式的高频能量也随之减弱.本文结果可为发展高精度的面波反演方法提供必要的理论依据.

关键词：勒夫波正演模拟复频移卷积完全匹配层(CFS-CPML) 吸收边界条件频散特征

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基于背景噪声的川滇地区勒夫波层析成像

地震学报 2017年第5期39卷 633-647页

作者：郑定昌王俊云南省地震局中国昆明650224 江苏省地震局中国南京210014

本文选取了川滇地区98个固定台站记录到的三分量地震背景噪声数据,采用互相关方法提取了勒夫波互相关函数,并利用自适应时频分析方法获取了勒夫波群速度频散曲线,经反演得到周期为8—30s的勒夫波群速度分布图像.层析成像结果显示:短周... 详细信息

本文选取了川滇地区98个固定台站记录到的三分量地震背景噪声数据,采用互相关方法提取了勒夫波互相关函数,并利用自适应时频分析方法获取了勒夫波群速度频散曲线,经反演得到周期为8—30s的勒夫波群速度分布图像.层析成像结果显示:短周期的勒夫波群速度分布图像呈明显的横向不均匀性,且与地表地质和构造特征基本一致,其中四川盆地呈不均匀的低速异常,盆地内成都平原地区的群速度相对低于盆地中部的丘陵地区,速度分界线为遂宁与峨眉山之间的连线,四川盆地内的群速度变化反映出沉积层厚度的变化情况;攀枝花地区呈高速异常,可能与古地幔活动有关,幔源物质以侵入岩和底侵岩浆的形式停留在地壳的不同深度,从而形成高速异常的特征.本文结果为了解川滇地区的构造运动提供了地震学线索,并为下一步研究地壳径向各向异性奠定了基础.

关键词：背景噪声层析成像勒夫波地壳结构川滇地区

大别-苏鲁及其邻近地区基于背景噪声的勒夫波群速度成像

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地震学报 2014年第5期36卷 810-825,980页

作者：叶庆东丁志峰郑晨吕苗苗吴萍萍陈浩朋中国地震局地球物理研究所中国北京100081 防灾科技学院中国河北三河065201 武汉大学测绘学院地球物理系中国武汉430079

大别-苏鲁造山带是中国大陆东部地区最重要的构造之一.为了研究该地区的地壳上地幔速度结构,本文收集了国家数字地震台网和中国区域地震台网的山东、河南、安徽、江苏和湖北等省的144个宽频带地震台连续两年(2009年5月—2011年5月)的水... 详细信息

大别-苏鲁造山带是中国大陆东部地区最重要的构造之一.为了研究该地区的地壳上地幔速度结构,本文收集了国家数字地震台网和中国区域地震台网的山东、河南、安徽、江苏和湖北等省的144个宽频带地震台连续两年(2009年5月—2011年5月)的水平向地震记录(E分量和N分量)数据,首先对台站对之间E--E,E--N,N--N和N--E分量进行互相关,然后分别对这4个互相关分量采用相位权重叠加法进行叠加,最后旋转到横向分量(T--T)获得勒夫波经验格林函数(EGF);用频时分析(FTAN)方法获得4 000余条勒夫波群速度频散曲线,并进一步反演得到了周期为6—40s的勒夫波群速度分布图.结果表明,周期为6—10s的勒夫波群速度分布与地表构造特征相吻合.大别造山带、苏鲁造山带、湖北西部隆起均表现为高速;华北盆地发育,表现为大面积的低速;江汉盆地、南襄盆地、合肥盆地等因其规模不同而显示不同程度的低速.在周期为6—30s的勒夫波群速度分布图上,大别和苏鲁地区均显示高速,已有的研究结果中地壳的低速并没有得到反映.其原因一方面可能与勒夫波群速度纵向分辨不高有关,另一方面高压变质岩深度分布可能比已有研究结果给出的要深.6—30s的分布图上郯庐断裂带及其邻近地区表现为不同程度的高速,可能与该地区白垩纪以来处于拉张构造体制,地幔物质受到扰动,造成物质上涌有关.

关键词：背景噪声勒夫波群速度互相关函数大别-苏鲁造山带

大别-苏鲁及其邻近地区基于背景噪声的瑞雷波和勒夫波相速度层析成像

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地震学报 2015年第1期37卷 29-38页

作者：叶庆东丁志峰郑晨吕苗苗陈浩朋吴萍萍中国地震局地球物理研究所中国北京100081 武汉大学测绘学院地球物理系中国武汉430079 防灾科技学院中国河北三河065201

采用与作者2014年发表的"大别-苏鲁及其邻近地区基于背景噪声的勒夫波群速度成像"文章相同的资料,用频时分析提取5000余条瑞雷波和4000余条勒夫波相速度频散曲线,反演得到了8-32 s的瑞雷波和勒夫波相速度分布图像.结果显示,瑞雷波与勒... 详细信息

采用与作者2014年发表的"大别-苏鲁及其邻近地区基于背景噪声的勒夫波群速度成像"文章相同的资料,用频时分析提取5000余条瑞雷波和4000余条勒夫波相速度频散曲线,反演得到了8-32 s的瑞雷波和勒夫波相速度分布图像.结果显示,瑞雷波与勒夫波相速度分布具有很好的一致性.8s的相速度分布与地表构造特征相吻合,造山带与隆起区均表现为高速,盆地因其规模不同而显示不同程度的低速.随着周期的增大,大别-苏鲁的高速带由强变弱,但始终存在.16-24 s的高速可能主要受到中地壳高速的控制,而32 s的高速则可能与上地幔顶部的高速有关.比较大别造山带与苏鲁造山带的平均频散曲线,发现大别造山带和苏鲁造山带的勒夫波频散曲线均高于AK135模型计算的理论频散曲线,而瑞雷波则没有这一现象.这可能意味着两个地区有比较强烈的径向各向异性.

关键词：背景噪声瑞雷波勒夫波相速度反演大别-苏鲁造山带

勒夫波群速度频散与太平洋地壳及上地幔三维构造

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地球物理学报 1987年第3期30卷 246-260页

作者：庄真邓大量云南大学美国南加利福尼亚大学昆明

应用现代适配滤波频时分析技术对SRO/GDSN长周期面波记录进行处理,获得穿过太平洋盆地的117条波路径的勒夫波频散数据。我们用改进的分格频散反演方法,从混合路径频散数据中提取出对应于构成整个太平洋盆地的10°×10°分格的纯路径频... 详细信息

应用现代适配滤波频时分析技术对SRO/GDSN长周期面波记录进行处理,获得穿过太平洋盆地的117条波路径的勒夫波频散数据。我们用改进的分格频散反演方法,从混合路径频散数据中提取出对应于构成整个太平洋盆地的10°×10°分格的纯路径频散数据。所获得的18s到215s范围内的28个周期的太平洋勒夫波群速度的横向分布,揭示了速度随海底年龄的增大而逐渐增加的总趋势,以及其它变化细节。例如,对于同一等年龄线区而言,北太平洋及南太平洋的群速度要比中太平洋的低0.1—0.3km/s。在分格模型反演的基础上得出的深至300km的三维剪切波速度结构提供了太平洋盆地地壳及上地幔横向不均匀性的详尽的描述。

关键词：适配滤波频时分析勒夫波群速度分格频散反演太平洋横向不均匀性