电离层三维层析成像的自适应联合迭代重构算法
摘要：在电离层层析成像过程中,联合迭代重构算法是一种常用的反演算法.然而,该算法迭代收敛较慢,反演结果精度不高.为此,本文发展了一种自适应的联合迭代重构算法,该算法利用上一轮的电离层电子密度反演结果,自适应地调整松弛因子和加权参数.通过模拟数据和实测数据对该算法的反演结果进行了验证,并将得到的反演结果与电离层测高仪数据进行了比较,结果表明,该算法能够有效地反演电离层电子密度,且反演结果精度优于常用的联合迭代重构算法.利用DEMETER卫星数据统计分析全球M_w≥7.0地震的电离层电子浓度异常
摘要：基于法国DEMETER卫星ISL探测器升轨数据,统计分析了2005—2009年全球37个Mw≥7.0级地震前后电离层电子浓度变化.结果发现,共有19个地震（51%）前观测到了较为明显的电子浓度异常扰动现象,其中大部分表现为异常增强;观测到的电子浓度异常现象一般出现在震前1～5天内,也有部分地震前出现两次及以上扰动现象.分析表明,在赤道和中低纬地区更容易观测到明显的电子浓度扰动,即异常震例基本发生在纬度±40°以内（18次）,更是以±20°内居多（13次）.此外,震源深度对电子浓度扰动的影响并不明显,而震级大小则与扰动幅度基本上呈正相关;震前出现的电子浓度异常有时会受到地磁活跃的共同影响,此时的扰动幅度一般较大.地震电离层扰动现象是复杂多变的,需要联合地基和天基手段共同观测,并从机理上加强研究.COSMIC低轨卫星GPS接收机差分码偏差估计
摘要：GPS接收机差分码偏差（Differential Code Bias,DCB）是利用COSMIC低轨卫星观测值反演电离层总电子含量TEC的一项重要误差源.本文将COSMIC卫星轨道高度以上的电离层作为一个单层,采用球谐函数来参数化电离层TEC值,并利用最小二乘法同时估算电离层球谐系数和DCB参数.运用这种方法对2012年12月份的所有COSMIC卫星GPS接收机DCB进行了解算,并与COSMIC数据分析与档案中心CDAAC提供的产品进行了比较.实验结果表明：在2012年12月期间,估计的接收机DCB与CDAAC结果符合的较好,二者DCB变化趋势相近,DCB差值的RMS值在2TECU以内,且最大绝对差值小于3TECU;此外,本文计算的接收机DCB估计误差主要分布在0.2～0.4TECU之间,具有较高的内符合精度.利用VLBI和超导重力资料研究自由核章动周期时变特征
摘要：本文根据自由核章动在章动观测和时变重力观测中引起的与其频率相近的受迫章动项或固体潮潮波的共振特性,选取6个不同机构解算的VLBI天极偏差序列和全球超导重力仪网络提供的7个台站高精度时变重力观测资料,根据加权最小二乘方法拟合地球自由核章动参数,研究其本征周期的时间变化特征.VLBI资料获得的本征周期变化幅度在1天之内,存在十年尺度的时间变化特征,迭积多台站同时段重力资料获得的自由核章动本征周期时变特征与VLBI获得的结果相比变化幅度较大,但趋势大致符合.在此基础上,通过自由核章动的理论模型探讨了影响其本征周期的几个主要因素,结果表明FCN周期变化与电磁耦合存在相关性,核幔边界磁感应强度径向分量变化导致的电磁耦合的变化可能是造成FCN周期时变性的原因.地壳流变结构控制作用下的龙门山断裂带地震发生机理
摘要：青藏高原东缘低地形变速率的龙门山断裂带上相继发生了2008汶川Mw7.9级地震和2013芦山Mw6.6级地震.地震勘探与震源定位结果揭示了龙门山区域地震空间分布特征：纵向上,龙门山断裂带这两次地震主震均发生在龙门山断裂带上地壳的底部（14～19km）,绝大部分余震均发生在上地壳范围（5～25km）,而在其中、下地壳深度范围内鲜见余震发生;横向上,地震（Mw〉3）在龙门山断裂带青藏高原一侧密集分布且曾有大震发生,而四川盆地地震稀少（Mw〉3）.为探讨龙门山断裂带地震发生机理,并解释以上龙门山区域地震空间分布特征,本文建立了龙门山断裂带西南段跨芦山地震震中区域的四种不同流变结构的龙门山断裂带三维岩石圈模型,以地表GPS观测资料为约束边界条件,数值模拟龙门山断裂带岩石圈在数千年以上长期匀速构造挤压作用下的应力积累特征,探讨了地壳分层流变性质对地壳应力积累的影响,分析了该区域地震空间分布与构造应力积累速率的关系.计算结果表明：该区域在数千年的应力积累过程中,脆性上地壳中应力表现近于恒定值的线性增长趋势,龙门山断裂带上地壳底部出现应力集中积累现象,这一应力集中现象可以解释龙门山断裂带汶川地震与芦山地震主震的发生,及其大部分余震在脆性上地壳中的触发;青藏高原一侧上地壳应力积累速率远远高于四川盆地的应力积累速率,这一应力积累分布现象可以解释龙门山区域青藏高原一侧地震密集而四川盆地地震稀少的地震空间分布特征;通过比较不同流变结构模型中的应力积累状态,认为导致这一应力积累空间分布状态的重要控制因素在于青藏高原中、下地壳较低的黏滞系数与四川盆地中、下地壳较高的黏滞系数的差异.在柔性的中、下地壳内,应力增长近于指数形式,稳定状态之后其应力增长速率近�四川芦山M_s7.0级强烈地震震源运动学特征
摘要：使用中国数字地震台网记录的区域宽频带波形,通过频率域和时间域多步反演,研究了2013年四川芦山＂4·20＂7.0级强烈地震的震源运动学特征.基于点源的震源机制解揭示：地震发震断层面参数分别为走向214°/倾角47°/滑动角96°,表现为一次高倾角的逆冲型事件.矩心在水平方向上位于震中（30.303°N/102.988°E）西南向约4.5km,矩心深度约17km.平均总标量地震矩M0为1.16×1019 N·m,矩震级Mw约6.6.进一步模拟高达0.5Hz高频波形,获得了芦山地震破裂过程图像,结果显示：此地震为一次不对称双侧破裂事件.破裂半径约15km,整个破裂面积为706.7km2,平均滑动量约0.231m.破裂在8s内释放了大多数能量.震后0～3s内,破裂以孕震点为中心向四周同时扩展,3s后,破裂表现出明显的方向性,主要向北北东扩展,导致位于震中北东向多数台站视破裂持续时间总体偏小,最小值为4s.破裂约8s后基本停止.2013年四川芦山M_S7.0地震近断层强地面运动模拟及烈度分布估计
摘要：2013年4月20日在我国四川省发生了芦山MS7.0地震,地震给当地群众的生命财产安全带来了巨大的损失,其中最严重的破坏发生在震中附近的芦山、宝兴等地区.根据地震发生的快速反演结果,及发震断层面上滑动位移的分布情况,构建有限断层模型,对近断层区域的强地面运动进行初步计算,并基于强地面运动的模拟结果给出震区烈度分布的初步估计.模拟结果显示：模拟烈度图显示极震区的烈度在IX级左右,VI级烈度影响范围大致为16000km2,该结果与中国地震局于4月27日给出的震区实测烈度图一致程度较高.强烈地震发生后,基于近断层强地面运动模拟计算的结果,可以给出相对合理的地震烈度分布情况估计,对震区震情判定及救灾工作具备较高的现实意义.2012年6月30日新疆新源—和静M_S6.6地震发震构造初步研究
摘要：2012年6月30日新疆维吾尔自治区新源—和静县交界发生MS6.6地震,该地震是2010年青海玉树7.1级地震和2013年4月20日四川芦山7.0级地震之间中国大陆发生的最大的地震.本文基于新疆数字地震台网记录的此次地震序列震相资料,分别用绝对和相对定位方法联合对其进行重新定位,重新定位后余震展布为NW向,主震位置为43.429°N,84.755°E,深度为21.8km.基于新疆地震台网记录6.6级地震波形数据,本文用CAP方法反演了震源机制解和震源深度.结果显示：MS6.6地震震源机制解：节面Ⅰ走向39°,倾角46°,滑动角12°,节面Ⅱ走向301°,倾角81°,滑动角135°;震源深度为21km,与利用地震震相到时确定的主震震源深度基本一致.主震震源机制解的节面Ⅱ与伊犁盆地北缘断裂走向和倾角基本一致,综合精确定位余震展布和伊犁盆地北缘断裂性质分析认为,新源—和静MS6.6地震发震构造是伊犁盆地北缘断裂,震源深度为21km左右,是一个高角的内陆倾滑地震.华北克拉通北缘（怀来—苏尼特右旗）地壳结构
摘要：2009年,中国地质科学院地质研究所与美国俄克拉荷马大学合作实施了一条长453km的深地震反射、宽角反射与折射、三分量反射地震联合探测剖面.剖面南起怀来盆地,向北依次穿过燕山造山带西缘、内蒙地轴、白乃庙弧带、温都尔庙杂岩带,到达索伦缝合带.其中,宽角反射与折射剖面采用8个0.5～1.5t炸药震源激发,使用300套Texan单分量数字检波器接收,获得了高质量的地震资料.通过资料分析和处理,识别出沉积层及结晶基底的折射波（Pg）、来自上地壳底界面的反射波（Pcp）,中地壳底界面的反射波（Plp）,莫霍界面的反射波（Pmp）及上地幔顶部的折射波（Pn）等5个震相.分别采用Hole有限差分层析成像和Rayinvr算法对华北克拉通北缘及中亚造山带南部进行了上地壳P波速度结构成像和全地壳二维射线追踪反演成像.结果显示：（1）中亚造山带地壳厚度～40km,变化平缓,低于全球平均造山带地壳平均厚度,可能为造山后区域伸展的结果.阴山—燕山带附近莫霍明显加深,推测其为燕山期造山过程形成的山根,但该山根很可能在后期被改造.（2）测线中部地壳上部速度较高,对应地表大面积花岗岩出露,而下地壳速度较低,速度梯度低,呈通道状,推测其可能曾为古亚洲洋向南俯冲消亡的主动陆缘,并在碰撞后演变为伸展环境下岩浆侵入的通道.（3）华北克拉通北缘与中亚造山带显示出不同速度变化特征,前者变化相对缓而后者则变化剧烈,二者的分界出现在赤峰—白云鄂博断裂附近.华北克拉通北缘—西伯利亚板块南缘的地壳速度结构特征
摘要：华北克拉通北缘—西伯利亚板块南缘（张家口—中蒙边界）的深地震测深剖面长600km,跨越华北板块、内蒙造山带和西伯利亚板块.沿测线采用8个1.5t的爆炸震源激发地震波,使用300套数字地震仪接收,取得了高质量的地震资料.通过资料分析和处理,识别出沉积层及结晶基底的折射波（Pg）、上地壳底面的反射波（P2）、中地壳内的反射波（P3）、中地壳底面的反射波（P4）、下地壳内的反射波（P5,仅在镶黄旗—苏尼特右旗下方出现）和莫霍面的反射波（Pm）等6个震相.采用地震动力学射线方法（seis88）得到的地壳速度结构表明：（1）在华北板块与内蒙造山带之间,内蒙造山带与西伯利亚板块之间,上地壳中存在明显的高速度局部变化,在地表发育大量的古生代花岗岩体、超基性岩体.（2）在中下地壳华北板块南缘的地震波速度大,为6.3～6.7km/s,西伯利亚板块北缘的速度小,为6.1～6.7km/s,且界面比较平缓.原因是在内蒙造山带内地壳的缩短和隆升造山引起了中下地壳界面的剧烈起伏,不同海陆块的拼合和物质交换导致了不同区域速度的不均匀性.（3）莫霍面在赤峰断裂带（F2）以南和索伦敖包—阿鲁科尔沁旗断裂带（F4）以北较为平缓,平均深度为40～42km.在F2—F4之间呈双莫霍面,莫霍面1明显上隆,深度为33.5km,层速度为6.6～6.7km/s.莫霍面2明显下凹,在西拉木伦河断裂带（F3）下方,最深达到47km,速度达到最大为6.8～6.9km/s,这可能是由壳幔物质混合引起的.依据莫霍面的特点,本文认为双莫霍面以南为华北板块北缘,以北为西伯利亚板块南缘,拼合位置在赤峰断裂带（F2）与索伦敖包—阿鲁科尔沁旗断裂带（F4）之间的区域.珠江口海域滨海断裂带的地震学特征
摘要：利用2010年珠江口外海陆地震联测数据,探测到滨海断裂带在担杆岛外12km处发育,断裂带主体倾向东南、宽约20km,沉积层在断裂带内迅速增厚引起陆上固定地震台站的Pg震相在对应断裂带位置的走时明显滞后.通过震相分析和走时正演拟合,获得了滨海断裂带两侧由浅至深的纵波速度结构模型,断裂带内部沉积层速度为1.8～3.5km/s,上地壳速度5.2～6.1km/s,下地壳速度为6.3～6.6km/s,莫霍面的埋深由滨海断裂带陆侧的29km抬升至其海侧的27km.滨海断裂带两侧的地壳结构特征明显不同,证实了该断裂带是华南陆区正常型陆壳与南海减薄型陆壳分界断裂的性质.在华南沿海和海陆过渡带的下地壳顶部探测到厚约3km、层速度为5.5～5.9km/s的低速层,往海域逐渐减薄尖灭.壳内低速层是地壳中的力学软弱带,与近似正交的NEE向滨海断裂带和NW向断裂带共同组构成了该区地震活动的孕震构造.断层厚度的地震效应和非对称地震矩张量
摘要：本文导出了具有厚度和滑动弱化区域的断层的非对称地震矩张量表示式,指出要求地震矩张量具有对称性不是一个绝对必要的限制.在非对称地震矩张量中,位错项对应于对称地震矩张量,拉力项对应于非对称地震矩张量.由于拉力项等效于单力偶,所以在非对称地震矩张量解的两个节面上,沿滑动矢量方向的力偶强度不再相同,与较大力偶相联系的节面为断层面,与较小力偶相联系的节面为辅助面.这一性质可用以从两个正交的节面中判断哪一个节面是断层面.如果忽略拉力项,会高估与位错对应的标量地震矩.只有满足相应的约束条件的非对称地震矩张量才能表示具有厚度和滑动弱化区域的断层模型,并从中分离出与位错和拉力对应的地震矩张量.与大电流信号有关的华北东部地区地电场空间变化特征的研究
摘要：在地震电磁学研究中,电流在地下的流动特征与构造关系是一个非常重要的问题.大范围观测站的分布和强电流源存在的格局为我们研究这个问题提供了机会.本文通过对青岛换流站接地极向地下注入2100～3004A大电流时华北东部地区21个地电场台站观测的研究,深入认识了地电场信号变化实质.研究表明：①沿着郯庐断裂带方向、跨过郯庐断裂带西南方向、跨过郯庐断裂带北西方向能够记录到地电流信号的特征变化非常大,存在着明显方向性特征和＂穴位＂现象.②注入大地的电流强度越大,则在观测点记录到的地电流信号强度也越强.③本文研究区域里地电场信号的均匀度并不遵循均匀介质条件下的一般规律,说明地下介质电性非均匀性和各向异性特征明显.④大电流注入地下时能够较正确地反映信号源方位的台站较少,只有安丘台、大山台和新沂台所观测到的方位线可用于确定信号源的位置.本文从点电流源与台站测线布局构成的装置系统、大区域介质非均匀性、台站测区以及附近地区的介质细结构的影响三个方面,通过数值模拟,对上述特征进行了较深入的分析和解释.基于同步大地电磁时间序列依赖关系的噪声处理
摘要：本文从信号与系统的角度讨论了同步大地电磁时间序列信号之间的依赖关系,选取高信噪比的时间序列信号作为先验数据,用最小二乘法估算依赖关系;结合参考道的数据,合成本地道含噪声时段的数据,最后用合成数据替代噪声段数据,组成新数据,从而在时域中去除大地电磁噪声.西藏地区高信噪比实测数据的试算结果表明,无论电场还是磁场,信号之间的依赖关系是相对稳定的,只与先验数据的长度有关,与时间无关;虽然不同参考点之间的依赖关系不同,但都可以精确合成本地点数据,与参考点地下电性结构和参考距离无关.仿真实验显示,去噪后的信号与原始信号基本一致.实测数据处理结果表明,该方法可以有效去除强噪声干扰,抑制中高频段的近场源效应,同时保留了微弱的有效信号,保证了处理结果的正确性.最后针对方差比方法无法识别的方波噪声,提出了一种简单的平移方法,成功去除了持续时间大于窗口长度的方波噪声;将该方法与远参考技术结合,可以有效抑制近场源噪声干扰,获得光滑连续并且可信的测深资料.秦岭造山带和邻域磁异常特征及结晶基底变异分析
摘要：本文根据最新的跨越南鄂尔多斯盆地—渭河盆地—秦岭—大巴造山带—四川盆地东北缘,即榆林—咸阳—万源—涪陵综合地球物理大剖面的高精度地磁观测数据和1∶10万与1∶20万航磁异常资料,经数据处理和反演分析了该研究区域内地磁异常场展布特征、构造分区及结晶基底起伏.通过对采集数据的反演与研究结果分析表明,不同构造单元之间地磁异常场和结晶基底起伏均存在明显差异和分区特征.南鄂尔多斯盆地磁异常较平稳,由于燕山运动导致盆地整体抬升,其后受到了不同程度的剥蚀作用,结晶基底埋藏较浅;渭河盆地与四川盆地东北部却长期接受沉积作用,结晶基底埋藏相对较深;而秦岭—大巴造山带磁异常变化剧烈,由于其经历了长期的碰撞、挤压和陆内造山作用,地层、岩性和构造分布极不均匀,且在深部存在物质与能量的交换和运移.这一研究结果为进一步深化认识研究区域内的上地壳属性、构造格局、深层运动学与动力学过程及深部潜在资源远景提供了重要依据.南海北部大陆边缘盆地地热特征与油气富集
摘要：本文报道了莺歌海盆地、北部湾盆地共148个新测热导率数据,根据收集的钻井温度数据新增计算65个大地热流数据;结合前人研究成果绘制了南海北部大陆边缘沉积盆地的地温梯度图、大地热流分布图;系统归纳了南海北部大陆边缘油气勘探成果.结果表明,南海北部大陆边缘珠江口盆地、琼东南盆地、北部湾盆地、莺歌海盆地的平均热流值分别为68.7±11mW/m2、71.1±13mW/m2、65.7±8.9mW/m2、74.7±10mW/m2,属于典型的＂热盆＂.热流区域分布特征总体上受大地构造背景控制,随地壳厚度从北向南,由陆架到陆坡区逐渐减薄而增高,水热活动与岩浆活动等是引起局部高热流异常的原因.盆地地温场的差异控制和约束了油气分布富集规律,从研究区油气勘探成果中可以发现,该区域的气田多发育于高热流盆地（凹陷）,而中-低热流盆地（凹陷）则多孕育油田,油气田具有＂北油南气＂的分布特征.基于非规则网格声波正演的时间域全波形反演
摘要：全波形反演是地震资料处理中速度建模的有力工具,相比层析成像等速度建模方法它能够得到速度场的更高频成分.本文给出了基于声波方程格子法正演的时间域全波形反演方法,该方法用非规则、非结构化的三角网格来离散计算区域及模型参数,能实现网格粒度与反演分辨率在空间上的自动匹配,内存需求少,计算效率高;采用L-BFGS优化方法,以分频段变网格的方式实施多尺度反演.以二维Overthrust模型进行了速度反演数值测试,显示了该方法的高效性和潜力.基于声学全波形反演的油气藏地震成像方法
摘要：岩性油气藏在我国天然气勘探开发中占有非常重要的位置,其分布区域的成像是合理布设井位,提高钻井成功率的关键之一.本文首先基于地下介质的声学近似和波场回传理论,利用频率域单程声波方程延拓计算地震波场,进行全波形反演,获得地层密度和体积模量的定量成像,并依据油气藏物性特征和流体饱和多孔介质岩石物理模型,简要讨论了孔隙度和饱和度与密度及体积模量的关系,明确了地震油气藏成像新概念.在此基础上,定义了基于流体体积模量和孔隙度的成像函数,进行油气藏成像.理论模型计算表明该方法是可行的.通过对西部地区某气田二维地震数据处理,实现了致密砂岩气藏成像,钻井结果证实了气藏区域成像位置的准确性和方法的有效性.
