基于被动源和主动源方法的云南大理地区速度结构及其变化研究

发布时间：2018-04-14 17:42

  本文选题：背景噪音 + 面波频散　； 参考：《中国科学技术大学》2017年硕士论文

【摘要】：近些年来,中国开展了很多陆上大容量气枪源野外试验,用以探测地下介质结构及其变化。大容量气枪源具有诸多优势,例如可重复性好,能量强,绿色环保并且安全性高。这些大容量气枪源可以产生有效的地震波信号。于此同时,试验场布设的台站也接收到了很多被动源的地震波信号。本文以云南大理气枪主动源试验场的数据资料为基础,介绍并讨论了诸多利用被动源和主动源数据来研究地下介质结构及其变化的方法。我们得到了一些初步结果,并对这些结果进行了讨论和分析,为后续工作打下基础。一个可靠的地下三维速度参考模型对于云南大理宾川气枪主动源试验场的诸多方面的地震地质研究工作都具有重要的意义。背景噪音被动源层析成像是获得地壳结构的一种重要方法,本文利用这种方法,从云南大理地区连续三年的背景噪音数据中提取到的短周期瑞利面波群速度和相速度频散信息,然后采用从面波频散到横波速度结构的直接反演方法,联合反演得到了研究区域的地下10km以上的三维横波速度结构。我们的地震波速成像结果与当地的地质构造具有较好的对应关系,我们发现宾川盆地和程海断裂在浅部地壳整体表现为低速,其底部深度约为5km。程海断裂和红河断裂的交汇区域在浅部地壳也整体表现为相对低速。该模型的提出为本研究区域今后更为精细的研究工作提供了重要的参考信息。气枪震源具有极高的可重复性,可用于地下介质变化的监测。但不同工作条件下气枪震源产生的信号会存在细微差异,反褶积方法能在一定程度上消除由震源变化引起的记录信号变化。为了去除气枪震源子波信号,获取气枪源到台站之间的格林函数,通常需要选取一种恰当的方法对地震波形数据进行反褶积处理。频率域水准反褶积和时间域迭代反褶积是在接收函数等领域已被广泛使用的两种反褶积方法。为了进一步提高气枪数据的信噪比,我们通常采用叠加的手段。时间域内的归一化线性叠加是一种常用的叠加方法,而基于S变换的相位叠加方法在其它领域已被证实可以显著提高叠加后信号的信噪比。本论文以云南宾川主动源资料为例,对比了利用上述两种反褶积方法处理气枪震源资料的效果,结果表明:在计算效率方面,频率域水准反褶积方法更具优势;在处理结果的信噪比方面,时间域迭代反褶积方法表现更好,P波初至也更清晰。同时,我们也对了上面提到的两种叠加方法的效果,结果表明:相位加权叠加可以更为显著地提高叠加后信号的信噪比,但是作为一种非线性叠加方法,会对波形的形态信息有所改变。此外,进一步讨论了在多炮资料的处理过程中反褶积和叠加等操作的顺序问题,最后提出了从气枪震源资料中提取气枪源到台站之间的格林函数的一般流程。地震波的传播方向信息可以被用于研究地下结构及其变化,所以我们同时使用了三分量单台法(偏振分析)和单分量台阵法(波束形成法)来探测地震波的传播方向。最近我们从气枪信号中发现了一些显著的高频(~2Hz)面波,我们得到了气枪信号地震面波传播方向随时间变化的曲线。另外,在试验场气枪源东南方约15千米处有一个密集台阵,我们观察到在密集台阵处真实气枪信号的传播方向与大圆路径方向大约偏差了 90度。这种地震波传播方向在空间上课时间上的复杂性可能与地下介质结构的不均一性和介质的各向异性有关。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P315.6

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本文编号：1750402