南海东北部三分量海底地震仪记录中横波的识别和分析

纵横波联合应用可以得到更多的有关各岩石圈层的岩性、物性等深部结构信息,将有效降低地壳结构研究中地质解释的多解性.然而,由于海上探测的特殊性,转换横波的记录较少,再加上转换横波的复杂性,使得横波研究一直是南海深部地壳结构研究中的弱项.南海东北部OBS-2001测线,布设11个三分量海底地震仪(OBS)记录地震数据,经过极化处理、带通滤波等方法处理后,目前在9个OBS径向分量记录中识别出转换横波震相.基于OBS7数据详细阐述了横波识别这一重要基础环节,并运用简单理论模型试算和射线追踪,确定了OBS7记录剖面中来自地壳与Moho面的PwSc,PgSs,PnSc,PmS等几组转换横波震相,该研究结果不仅为横波速度结构及Poisson比物性剖面提供数据保证,而且为今后横波信息的有效利用提供经验与借鉴,对南海岩石圈结构的精细研究具有重要意义.     

国内期刊亮点

正南海海底天然地震台阵观测实验及其数据质量分析为了在海底天然地震观测领域积累经验,同时揭示南海中央海盆残留洋脊下的岩石圈结构,国家海洋局第一海洋研究所刘晨光等在南海深海区进行了一次较大规模的被动源海底地震仪(OBS)台阵观测实验。从多个角度分析所收集的海底地震记录的数据质量。地震波形分析表明回收的OBS记录质量良好,来自远震、区域性地震和马尼拉俯冲带内的小震的主要     

南海北部大陆边缘深水环境的沉积物波

利用南海北部数万公里的多道地震剖面、3.5kHz单道地震剖面、重力活塞柱状样以及精细地形地貌,发现南海北部大陆边缘的深水环境发育有浊流、等深流(底流)、沉积变形等三种单一成因的沉积物波波域,以及复合成因的沉积物波波域,且勾勒了各沉积物波波域的空间分布.并发现,不同类型或同一类型但不同位置的波域其规模差异悬殊、波形特征也千差万别.这种差异背后隐藏着各自独特的成因机制和地理背景,也蕴涵了南海封闭性较强的这一特点所致的等深流循环的、不同于开阔大洋环境的独特性.     

深反射地震数据采集处理和解释技术现状与展望

深反射地震是了解地球深部结构的关键技术之一,在深部探测领域得到了广泛应用,但由于深反射地震剖面长、穿越构造单元复杂等原因,资料品质较油气地震要低,为更准确的探测地下,需要针对深反射地震数据特点,改进去噪、叠加等处理技术以及解释等方法,以得到地壳精细结构。本文系统总结了当前深反射地震数据采集、处理以及解释的方法,结合实例对这些方法的优缺点进行了对比分析,认为将来深反射地震需要在观测系统的优化改进,人工智能在数据处理、解释等方面开展研究,提高深反射地震剖面的成像质量。     

多波束声纳水柱影像探测中底层水域目标的研究进展

介绍了利用多波束声纳水柱影像探测中底层水域目标的研究现状,以实例说明了多波束声纳水柱影像的典型应用,展望了其应用前景.多波束水柱影像携带了波束从换能器到海底的完整信息,可用于探测从海面至海底的声照射目标,包括探测航道障碍物、水雷和海底突起物等海底民用军事目标,检视水下工程,也可探测鱼群、海洋内波、羽状气流等中底层水域固体或非固体目标.通过改变波束照射方式,多波束声纳可兼作扇扫声纳,还可进行动态目标的探测与跟踪.多波束声纳水柱影像在水下目标探测中应用广泛,多波束声纳技术也发展迅速,典型特征是波束数增多、波束角减小、覆盖角度扩大、信号带宽增加、硬件体积缩小.高精度、高分辨率、三维立体测深成像将是未来多波束声纳的发展方向.未来多波束声纳技术将集成侧扫声纳、合成孔径声纳、扇扫声纳等多种水下声学成像工具于一体,其应用领域也将进一步拓展.     

国产海底地震探测装备技术研发与应用

为研究深部壳幔结构、海底地震活动性和实现地震海啸预警,需要在海底布设海底地震仪开展地震观测。深海海底地震仪因涉及地震传感器、深水水听计、声学换能器与耐压封装等先进国际技术,我国高性能深海海底地震仪长期是空白。对此,中国科学院地质与地球物理研究所通过多年持续核心技术攻关和多次深海试验验证,解决了数字调零宽带地震传感技术、全海深陶瓷压电水听传感技术、软硬协同优化低功耗采集技术和万米高可靠性释放回收技术等关键技术难题,自主成功研发了包括便携式海底地震仪、宽频带海底地震仪与实时海底地震仪等系列海底地震探测装备（统称为IGG-OBS）。实验结果表明：自主研发的IGG-OBS仪器装备达国际先进水平;近年来在多个科考航次中发挥支撑作用,总计投放达1400余台次,综合回收率大于90%;通过在洋中脊、海山、俯冲带等多种复杂海底区的实际观测,数据质量合格率>98%,具备复杂构造成像能力,已进入实质性应用阶段,为我国深海科考、大洋调查及近海灾害预警监测等提供了关键技术支撑。     

海底地震观测系统设计方法研究

海底地震仪(OBS)可以获取纵波、转换横波等多种有效的地震波信息.丰富的多渡勘探信息对于弄清水合物内部速度结构、提高地层的分辨率具有重要意义.海底地震观测系统设计的主要研究目的是为海底地震数据采集提供最佳的海底地震仪分布形态、分布间距等观测系统参数.本文中结合国外OBS在天然气水合物中的应用成果,采用射线追踪法,实现了海底地震观测系统设计,取得了较好的应用效果.     

南海北部沉积层和地壳内低速层的分布与识别

与构造活动密切相关的低速层一直是地球物理学家关注的焦点,随着我国南海北部海域海底地震仪与海陆联合地震探测的发展,完成的6条测线解释结果初步揭示了该区地壳结构特征,展现了低速层的分布情况．在南海北部共有5处发现速度倒转现象,其中3处发现于莺歌海盆地和珠江口盆地,属于沉积层中的低速层,其特征深度一般为2．0—6．0 km、速度2．5—3．0 km·s~(-1)、厚度为2．0—4．6 km,由于埋深较浅,可以利用折射震相与反射震相相结合的方法辨识低速层．其余2处位于南海东北部与西北部的海陆过渡带处,属于壳内低速层,其特征深度一般为7．0—18．0 km、速度为5．5—6．0 km·s~(-1)、厚度为3．0—6．0 km,由于埋深较大,难以接收到低速层底界面的反射波,而采用低速层走时间断的特性进行辨识．并结合其他学科的研究成果,初步探讨了不同深度低速层的构造成因,为南海形成演化理论提供了科学依据．     

基于实践的海底管线探测技术研究

本文基于笔者多年从事海底管线及地球物体探测的相关工作经验,以笔者的工作实践为背景,探讨了基于海洋磁力、侧扫声纳及浅地层剖面三种地球物理探测手段的海底管线探测思路,给出了探测的原理和案例,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

南海北部陆坡地形特征及其影响因素研究

南海北部陆坡位于南海北部大陆边缘,地质构造活动丰富,是大陆和深海进行物质和能量交换的重要过渡区。研究北部陆坡区复杂的地形地貌,有助于深化对南海北部陆缘海底地质活动与环境变化的认识,并为资源勘探与工程建设提供基础地质信息支撑。本研究基于全球水深地形图（General Bathymetric Chart of the Oceans,GEBCO）数据及实测多波束数据,对南海北部陆坡的地形地貌进行研究,识别出不同的地貌类型,并探讨其形成和发展的控制因素。研究表明,南海北部陆坡发育有海台、海山、海丘、海槽、海底峡谷以及冷泉地貌类型。南海北部陆坡地形地貌的发育和演化主要受控于构造活动及火山活动,而外动力地质作用如沉积输运、海平面变化及甲烷流体的活动等,都对研究区的地形地貌做了进一步的改造,使之更加复杂。     

南海北部沿岸断块区深部构造与地震活动关系

地震是地壳运动的一种表现方式.南海北部沿岸断块区的地震活动,通过对地面震中的分布、迁移,活动断裂的力学性质,地壳垂直形变,以及构造应力场等分析来进行发震条件的研究,早已引起广泛的注意,并取得了一些规律性的认识.在以预测地震危险区为目的的地质构造研究中,加强由浅部向深部,即由震中向震源,由地震带向地震层的对比研究,将有助于提高地震预报的水平.本区地壳结构有两个主要特征:其一是成层性,其二是块断性.两者互相结合组成了岩石圈的空间构造格局.南海北部沿岸地震活动显示为:在水平方向上沿块体两侧出现的块断错动(图1),以及在垂直方向上沿块体顶底不同层面出现的层间滑动.根据相关分析,对于M≥4的地震来说,后一种运动方式似乎起着主导的控制作用.     

一种新型防爆地震仪的设计与应用

本文简介了KDY-1矿井地震仪的基本原理、主要技术指标、软件设计与数据处理功能,以及在煤矿井下超浅层探测、超前探测、堤坝弹性波透射层析成像,滑坡调查、现场P-S波速度检层等方面的应用。对本质安全型电路防爆地震仪的设计、强干扰恶劣环境下地震信号的采集与处理、击杆震源与超浅层地震反射探测技术作了进一步的阐述,提出了发展我国高级地震仪对经济建设具有重要意义。     

HQP—1型浅层剖面仪

浅地层剖面仪是用于探测海底以下浅地层结构的仪器。它能快速、连续地绘制地层剖面,为港湾建设、水下工程和海洋开发提供必需的地质资料,也是海洋地质研究的一项重要手段。一九七三年上海地质仪器厂、同济大学和海洋地质调查局共同组成了三结合研制小组,用了一年时间自行设计和制成了样机,先后在东海、南海、大连及钱塘江等地进行试验。试验结果表明,仪器性能稳定,基本附合设计指标。     

海底地震动作用下海洋工程地质体地震反应

为探究在海底地震动作用下海洋工程地质体的地震反应特征,基于中国南海岛礁场地钻孔资料和日本房总半岛沿海地区海底强震记录,通过土层地震反应分析结果讨论了地震动特征、场地条件对地震反应的影响。建立岛礁四类工程地质场地的一维土层模型,并讨论了其在浅源和中深源海底地震动作用下地震反应特征。研究结果反映了特殊海洋工程地质对海底地震动的场地反应特征,可对岛礁场地的开发建设提供参考。     

小波分析在泰安—忻州折射/宽角反射剖面解释中的应用

泰安—忻州折射/宽角反射剖面穿过鲁西隆起、华北坳陷、太行山隆起几个构造单元,剖面中段穿过河北省的邢台地震区.利用小波多尺度分析处理了该剖面的几炮波形记录,得到邢台地震区和相邻地段的震相特征.结果表明,邢台地震区的下方莫霍面为复杂结构,可能为双层莫霍面,而在相邻地段莫霍面为较清晰的一级间断面.研究区的深反射剖面结果同样表明,邢台地震区的下方莫霍面为壳幔过渡带,并且在中、上地壳有滑脱构造和延伸到莫霍面的深断裂.复杂的莫霍面结构和形态是邢台地震区的深部构造背景.     

南海北部陆缘黏土矿物组合特征与地质意义

采用沉积矿物分析方法对南海北部九口探井渐新世—中新世沉积物进行系统的黏土矿物分析.结果表明:南海北部沉积物黏土矿物组成随时间及空间呈现规律性变化,黏土矿物伊/蒙转化深度具有自北向南逐步变浅的规律,与地温梯度升高变化趋势基本一致,这种黏土矿物伊/蒙转化的变化规律反映了南海北部洋陆过渡地壳减薄,莫霍面抬升,热流值升高的趋势.通过黏土矿物组合演变特征与热流变化趋势的相关关系,可以预测区域性温度场变化规律,加深对南海北部洋陆过渡地壳厚度变化的认识.     

南海准被动陆缘深水油气与水合物共生意义

南海北部准被动陆缘深水区处在欧亚、印-澳和太平洋-菲律宾三大板块相互作用之特殊大地构造位置,具有被动大陆边缘拉张裂陷的基本属性和典型断拗双层或三层盆地结构及沉积充填特征,与相邻的北部陆架浅水区一样具备基本油气成藏地质条件。南海北部准被动陆缘深水盆地油气运聚成藏地质条件与世界典型被动陆缘盆地深水油气富集区基本类似,但亦存在一定的差异和特殊性。南海北部深水油气运聚成藏及其空间分布与天然气水合物具有纵向上的共生组合关系及烃源供给上的成因联系,其油气地质意义在于其浅层油气及海底水合物显示可以指示深部油气藏的存在或作为深部油气藏勘探的指向和示踪,而这种空间上的共生叠置关系,亦拓宽了资源勘探领域,扩大了其资源规模及潜力。     

利用长周期MT数据研究沪浙地区深部断裂结构

利用新型GMS-06电磁观测系统对上海奉城-浙江湖州大地电磁探测剖面进行了实际数据采集,获得了较高质量长周期的观测数据,为沪浙地区深部电性和断裂结构研究提供了基础资料.开展了与断裂判断相关的视倾子特征响应的研究,通过模型试验和实测数据处理,从电性资料角度为断裂研究提供了新的信息和依据.通过对沪浙地区实测大地电磁剖面的偏移成像处理和反演,结合已有资料,推断了几条切割地壳的深大断裂的主体位置和性质,在深部电性和断裂结构上获得了新的认识.     

深层地震勘探技术在活断层探测中的应用

利用地震反射法探测重庆地区地壳几何结构特征,探测深度达莫霍面（约42—45km）,探明地震区的深部发震构造特征及浅部主要活断层向深部的延伸情况、深浅构造藕合关系,为城市建设抗震设计、土地规划利用和防灾减灾规划制定提供科学依据。通过该项目形成一套深地震层反射数据采集的方法和合适的深地震数据处理技术及深地震数据解释的有效办法。     

北京大学道路地震学观测台阵设计及数据特点

2018年4—5月, 在河北省容城县进行前后两期道路地震学密集台阵观测。观测仪器包括200多个短周期地震仪和 22个甚宽频带地震仪。观测台阵跨越高铁、普通铁路、高速公路及普通道路。通过一致性检验和远震波形对短周期地震仪进行台站时钟校正, 获得近50万条高铁地震记录。这些地震记录可用于研究高铁或其他道路震源及波场特征, 进行浅层及深层地下结构4D成像, 为道路安全、地震预测、环境监测、资源和能源探测、地下空间开发利用以及智慧城市建设服务。