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广义散射层析成像反演

地球物理学报 2014年第1期57卷 241-260页

作者：朱小三吴如山陈晓非中国地质科学院地质研究所北京100037 美国加州大学圣克鲁斯分校地球与行星科学学院美国加州995064 中国科学技术大学地球与空间科学学院合肥230026

本文详细地给出了基于非均匀介质的体散射广义散射层析成像反演的基本理论.广义散射层析成像反演可以描述为波场的反向传播和对成像场进行局部波数域滤波的过程.在数值算例中,利用背景速度沿深度方向均匀变化的v(z)介质中的简单的方块... 详细信息

本文详细地给出了基于非均匀介质的体散射广义散射层析成像反演的基本理论.广义散射层析成像反演可以描述为波场的反向传播和对成像场进行局部波数域滤波的过程.在数值算例中,利用背景速度沿深度方向均匀变化的v(z)介质中的简单的方块作为速度异常体的模型,通过对该模型产生的低频的Born数据和声波的正演数据的测试,在对采集系统进行有限频率带宽和空间孔径的校正来进行局部成像矩阵谱的恢复中,可以看出模型中各点的谱在恢复后的质量无论从覆盖的面积范围还是幅值的均一性上都有着明显的提高;在对速度模型的重建中,广义散射层析成像反演能够很好地恢复速度模型的低频分量,即便是方块速度异常体相对于背景速度的平均速度扰动是23%也能很好地重建模型中的速度,且对于不同的背景速度模型基本上都能很好地恢复Marmousi速度模型的低频分量.所以该方法将基于Born模型的层析成像反演适应范围进行了一定程度的扩展.

关键词：散射层析成像非均匀介质局部Born模型局部成像矩阵分辨率算子

通过地震成像分辨率研究近地表复杂介质散射对成像质量的影响

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地球物理学报 2016年第5期59卷 1762-1775页

作者：陈波宁宏晓谢小碧中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室合肥230026 东方地球物理公司采集技术支持部河北涿州072751 加州大学圣克鲁斯地球物理及行星物理研究所美国加州95064

近地表广泛分布的小尺度非均匀介质严重影响地震数据和成像质量.本文引入参数化的随机介质来描述近地表非均匀介质;借助功率谱、相关长度、均方根扰动等随机统计特征量研究近地表非均匀介质层对地震波传播、散射及成像的影响;通过成像... 详细信息

近地表广泛分布的小尺度非均匀介质严重影响地震数据和成像质量.本文引入参数化的随机介质来描述近地表非均匀介质;借助功率谱、相关长度、均方根扰动等随机统计特征量研究近地表非均匀介质层对地震波传播、散射及成像的影响;通过成像过程的点弥散函数表述成像分辨率.利用数值方法建立模型的随机统计特征量与成像分辨率特征量之间的关系,以定量或半定量的方式研究二者之间的相关性.数值计算结果表明,近地表非均匀介质层的厚度、速度扰动的幅度以及非均匀体的尺度等都对地震数据质量和成像品质有明显的影响.以全数值方法建立起关于近地表非均匀介质复杂性和地下成像质量之间的关系,有望成为研究近地表非均匀介质对地震数据采集和成像分辨率影响的有效工具.

关键词：近地表非均匀介质地震波散射数据噪声点弥散函数成像分辨率

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地震学百科知识(十二)——地震波散射

国际地震动态 2014年第6期35卷 31-36页

作者：吴如山谢小碧美国加州大学圣克鲁斯分校地球与行星科学学院美国加州ca95064 美国加州大学圣克鲁斯分校地球物理与行星物理研究所美国加州ca95064

广义地说，由地球介质的任何三维非均匀性引起的地震波场畸变均可称为地震波散射。不过，通常地震波散射是指由地球小尺度（与波长相比）非均匀性引起的、不适合用射线理论（几何射线）研究的地震波场畸变现象。例如，波场传播方向的偏... 详细信息

广义地说，由地球介质的任何三维非均匀性引起的地震波场畸变均可称为地震波散射。不过，通常地震波散射是指由地球小尺度（与波长相比）非均匀性引起的、不适合用射线理论（几何射线）研究的地震波场畸变现象。例如，波场传播方向的偏折和分裂，P波和S波的相互转换，地震尾波的产生，地震波的走时和振幅横跨观测台阵的随机起伏变化等。

关键词：地震波散射百科知识地震学地震波场非均匀性地球介质射线理论传播方向

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朝鲜核爆的Rayleigh波震级测量

地球物理学报 2013年第3期56卷 906-915页

作者：范娜赵连锋谢小碧姚振兴中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球深部研究重点实验室北京100029 美国加州大学圣克鲁兹分校地球物理与行星物理研究所圣克鲁兹ca95064

利用1995年至2009年中国东北及邻近地区11个宽频带台站记录到的77个地震事件、3个化学爆炸和2次朝鲜核爆的区域地震资料,标定该区域台网的Rayleigh波震级.通过对8～25s周期的垂直分量Rayleigh波形进行分析,获取基于最大振幅的面波震级.... 详细信息

利用1995年至2009年中国东北及邻近地区11个宽频带台站记录到的77个地震事件、3个化学爆炸和2次朝鲜核爆的区域地震资料,标定该区域台网的Rayleigh波震级.通过对8～25s周期的垂直分量Rayleigh波形进行分析,获取基于最大振幅的面波震级.计算82个区域事件不同周期的台基响应,经过台基校正后取最大振幅的面波震级为事件震级.2006年和2009年两次朝鲜核爆的面波震级分别为2.93±0.19和3.62±0.21.将地震和核爆事件的面波震级Ms与体波震级mb(Lg)进行比较,发现根据该区域台网的数据利用Ms-mb识别方法无法鉴别朝鲜地区的核爆与地震.朝鲜核爆的面波震级相对较大,使Ms-mb识别方法失效,其原因可能是源区介质的不均匀性、由核爆炸冲击引发的深部的拉伸破坏被抑制,或者是近爆源区存在张性的构造预应力.假定核爆可能的埋藏深度范围是0.01～1.0km,用Rayleigh波震级估计朝鲜核爆的当量,对2006年和2009年核爆当量的估值范围分别为0.42～3.17kt和2.06～15.53kt.

关键词： Rayleigh波震级台基校正核爆

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朝鲜地下核试验的地震学观测

地球物理学报 2018年第3期61卷 889-904页

作者：谢小碧赵连锋美国加州大学圣克鲁兹分校地球物理与行星物理研究所加州圣克鲁兹95064 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029

自2006年至2017年,朝鲜民主主义人民共和国在中朝边界地区的试验场进行了6次地下核试验.本文综合报道根据东北亚地区的宽频带数字地震资料利用地震学方法对这六次地下核爆炸的研究.结果表明,朝鲜地下核试验在区域台网产生的地震记录具... 详细信息

自2006年至2017年,朝鲜民主主义人民共和国在中朝边界地区的试验场进行了6次地下核试验.本文综合报道根据东北亚地区的宽频带数字地震资料利用地震学方法对这六次地下核爆炸的研究.结果表明,朝鲜地下核试验在区域台网产生的地震记录具有典型浅源爆炸的特征.针对上述资料发展了处理核爆数据的方法并据此得出各次朝鲜核爆的地震学参数,包括事件识别、当量测定、以及震中相对定位等.对6次核爆和4次天然地震P/S类型谱振幅比的统计分析表明,2Hz以上台网平均谱振幅比可以正确地将朝鲜核爆从天然地震中识别出来,从而有效监测在朝鲜半岛进行的当量大于0.5kt的地下核试验.同时也发现,建立在体波-面波震级比之上的识别方法不适用于朝鲜核试验场.通过建立中朝边界地区基于Lg波的体波震级系统,计算了各次朝鲜核试验的体波震级mb(Lg),并由此估计了它们的地震学当量,其值介于0.5kt至60kt之间.由于缺少爆炸埋藏深度的数据,上述当量有可能被低估,因而有必要对深度影响做进一步研究.以第一次爆炸的位置为参考震中,利用Pn波相对走时数据和高精度相对定位方法获得了各次核爆在试验场中的精确定位.

关键词：地下核试验识别定位当量估计朝鲜

喜马拉雅-青藏高原造山带地质演化——显生宙亚洲大陆生长

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地球学报 2001年第3期22卷 193-230页

作者：尹安美国加州大学洛杉矶分校地球与空间科学系及地球物理与行星物理研究所

喜马拉雅青藏高原造山带的地质历史显示出 ,自从约 70Ma印度板块亚洲板块开始碰撞以来 ,至少有13 60km的SN向缩短量被喜马拉雅青藏高原造山带所吸收。导致新生代青藏高原最终构造格局明显的地壳缩短作用 ,大约开始在始新世 ( 5 0... 详细信息

喜马拉雅青藏高原造山带的地质历史显示出 ,自从约 70Ma印度板块亚洲板块开始碰撞以来 ,至少有13 60km的SN向缩短量被喜马拉雅青藏高原造山带所吸收。导致新生代青藏高原最终构造格局明显的地壳缩短作用 ,大约开始在始新世 ( 5 0～ 4 0Ma)。几乎同时发生在高原南部的特提斯喜马拉雅和高原北部的昆仑山及祁连山。喜马拉雅青藏高原造山带的古生代和中生代构造历史强烈地控制着新生代变形历史和应变分布。松潘甘孜可可西里地体和羌塘地体三叠系复理石杂岩的广泛出现 ,在空间上可能和青藏高原中部的新生代逆冲作用和火山作用有关。青藏高原南部和中部的地壳和上地幔之间地震特性的显著差异是中生代和新生代 2种构造的表现形式。而前者对第三纪局部缩短的收缩变形起到了决定性的作用 ,并导致自由水释放进入青藏高原中部的上地幔和下地壳 ,并引起岩石圈地幔和地壳中物质的部分熔融。

关键词：造山带发展大陆碰撞喜马拉雅青藏高原逆冲作用拆离断裂作用羌塘地体

2014年2月12日新疆于田M_W7.0地震源区静态库仑应力变化和地震活动率

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地球物理学报 2016年第10期59卷 3732-3743页

作者：赵立波赵连锋谢小碧曹俊兴姚振兴成都理工大学地球物理学院油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610059 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029 美国加州大学圣克鲁兹分校地球物理与行星物理研究所圣克鲁兹CA95064

2014年2月12日新疆于田M_W7.0地震源区位于巴颜喀拉块体与西昆仑块体的连接部位,东西向拉张构造发育,距离2008年3月21日于田MW7.1地震震中位置约100km.根据有限断层地震破裂过程模型,计算了2008年新疆于田地震产生的静态库仑应力变化.... 详细信息

2014年2月12日新疆于田M_W7.0地震源区位于巴颜喀拉块体与西昆仑块体的连接部位,东西向拉张构造发育,距离2008年3月21日于田MW7.1地震震中位置约100km.根据有限断层地震破裂过程模型,计算了2008年新疆于田地震产生的静态库仑应力变化.此次地震的断层面呈北偏东方向,在断层两端出现3个应力加载区,2014年于田主震位于破裂前端的库仑应力加载区.这一结果表明,2008年于田地震可能对2014年地震事件起到了触发作用.2008和2014年新疆于田地震产生的静态库仑应力变化与余震事件的空间分布具有明显的相关性,大多数余震位于应力加载区,发生在卸载区的余震较少.静态库仑应力变化与余震序列吻合较好.2014年3月21日新疆于田地震之后40天,在北西方向发生MW5.2强余震,其震中位置的应力增量达到0.63×105Pa.通过比较,发现静态库仑应力变化和地震活动率之间具有较好的相关性.地震活动率较高的区域与静态库仑应力加载区相对应,如康西瓦断裂东段、贡嘎错断裂中段和东北段等区域.

关键词：于田地震静态库仑应力变化余震地震活动率

中国东北和朝鲜半岛地区地壳Lg波宽频带衰减模型

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地球物理学报 2018年第3期61卷 856-871页

作者：赵连锋谢小碧王卫民姚振兴中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 美国加州大学圣克鲁兹分校地球物理与行星物理研究所圣克鲁兹CA95064 中国科学院青藏高原研究所中国科学院大陆碰撞与高原隆升重点实验室北京10010l

利用1996年10月至2016年10月间发生在中国东北、朝鲜半岛和日本南部的113个壳内地震在602个宽频带地震台站观测到的波形资料,建立Lg波衰减成像数据集.根据22,551条垂直分量波形,计算Lg波振幅谱,提取单台、双台和双事件数据,采用区域Q值... 详细信息

利用1996年10月至2016年10月间发生在中国东北、朝鲜半岛和日本南部的113个壳内地震在602个宽频带地震台站观测到的波形资料,建立Lg波衰减成像数据集.根据22,551条垂直分量波形,计算Lg波振幅谱,提取单台、双台和双事件数据,采用区域Q值、震源函数和台基响应联合反演方法,建立中国东北和朝鲜半岛地区0.05~10.0Hz的宽频带衰减模型.模型显示火山岩山脉地区如大兴安岭和长白山具有弱衰减特征,沉积盆地衰减相对较强,海水覆盖区域如渤海、黄海和日本海等衰减最强.日本海具有较薄的海洋地壳,对地壳Lg波传播有阻挡作用.通过较大地震事件的跨海记录调查Lg波的传播,强衰减特征最为显著.

关键词： Lg波 Q值层析成像衰减中国东北和朝鲜半岛地区

单向传播子的局部平面波分解以及在定向照明分析和目标特征成像中的应用

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地球物理学进展 2007年第1期22卷 171-178页

作者：冯伟吴如山马在田中山大学科学计算与计算机应用系广州510275 加州大学圣克鲁兹分校地球物理与行星物理研究所正演和成像实验室美国加州ca95064 同济大学海洋与地球科学学院上海200092

本文基于波场的局部平面波分解,得到空间和方向都具有局部性的局部平面波小波束,并由此对Fourier有限差分传播算子进行局部平面波分解.这种用小波束分解的单向传播算子,可被用来对采集系统进行定向照明分析和采集倾角响应估算,以分析采... 详细信息

本文基于波场的局部平面波分解,得到空间和方向都具有局部性的局部平面波小波束,并由此对Fourier有限差分传播算子进行局部平面波分解.这种用小波束分解的单向传播算子,可被用来对采集系统进行定向照明分析和采集倾角响应估算,以分析采集系统布局和上覆结构对面向目标的叠前偏移成像质量的影响.进而,利用局部平面波成像矩阵及其成像相册,根据目标结构的主倾角方向,抽取并叠加部分局部平面波像,可以进行目标结构定向化特征成像.最后,对具有速度强横向变化上覆结构的陡倾角目标断层的复杂二维SEG-EAGE盐丘模型数据,进行采集系统目标照明分析和目标结构定向化特征成像.

关键词：局部平面波分解定向照明分析采集倾角响应局部平面波成像