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论太阳轨道运动三定律及运动特征
刘复刚
地球物理学进展    2021, 36 (3): 894-900.   DOI: 10.6038/pg2021EE0468
摘要145)   HTML5)    PDF (2609KB)(747)    收藏

日心说是一种思想革命,它将太阳系坐标原点从地心移到日心.但这种革命并不彻底,因为日心又在绕太阳系质心运动.其实,太阳系的其他天体都是绕太阳系质心运动.类比行星轨道运动特征,本文将太阳轨道运动概括为三个基本定律:第1定律,太阳和行星系质心相对太阳系质心同步运动,其运行轨迹近似为绕太阳系质心旋进和旋出的连续变化的叶形曲线.第2定律,太阳轨道运动具有平均准22.13年方向周期.第3定律,太阳绕太阳系质心运动,当其边缘到达太阳系质心时,太阳轨道运动角速度处于减速状态;当太阳后部边缘即将离开太阳系质心时,太阳轨道运动角速度处于加速状态.

临震预滑在青藏活动地块区的观测证据
许健生, 吴琼
地球物理学进展    2021, 36 (1): 88-95.   DOI: 10.6038/pg2021EE0102
摘要80)   HTML3)    PDF (5291KB)(322)    收藏

实验室内大量岩石黏滑实验表明: 对存在断层的岩石加压,岩石在黏滑失稳前会有预滑,预滑会出现在断层的某个区域.由于浅源地震也是断层失稳破裂的结果,近年来临震预滑作为一种地震前兆信息日益受到地震学界关注.但目前尚缺乏广泛的野外观测证据来证实黏滑实验中的预滑现象在构造地震前也普遍存在.本文对青藏活动地块区内姑咱地震台等12个台的应变仪和水位仪的记录作对比分析后发现:在汶川MW 7.9级地震前数月,各台陆续记录到了一些“阶跃式”波形.在对观测结果可靠性讨论的基础上,用岩石黏滑实验结果和颗粒物理原理来解释这种“阶跃式”波形可能是预滑震相Xp.姑咱等12个地震台观测到预滑震相Xp表明:在青藏活动地块区临震预滑是普遍存在的.这种“准同步”的临震预滑,特别是2008年4月18日和5月6日2次幅度较大的预滑可能引发了汶川MW 7.9级地震.因此,关注预滑,特别是临震预滑对预测未来强震有一定的前兆意义.

中浅层构造裂隙型地热资源勘查中的综合地球物理方法——以苏南地区为例
杨林, 姜国庆
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2265-2275.   DOI: 10.6038/pg2020EE0211
摘要85)   HTML7)    PDF (10480KB)(313)    收藏

苏南地区中浅层构造裂隙型地热资源丰富,是一种潜力巨大的清洁能源.本文从区域地质及物性资料入手,综合运用重力、磁法、电法、测温、测氡多种地球物理方法,通过多元物探信息融合,从热源、通道、储层、盖层四个方面开展地热地质条件研究.区域重力与面积性电测深资料揭示研究区属于隆、凹相间构造,表明中生代以来上地幔热动力作用强烈,具备寻找地热资源的有利构造条件.区内磁法异常平静、单调,不存在隐伏岩体等附加热源,地热主要来自地球内部自然增温.可控源音频大地电磁法资料揭示区内北东向与北西向断裂发育,其中北西向断裂具有张扭性质,规模及切割深度大,伴生浅表地温及放射性氡异常,是导水、导热的重要通道和控热构造.面积性电测深资料显示区内三叠系青龙组灰岩广泛分布,成为良好的裂隙-岩溶含水热储层,第四系松散层及白垩系浦口组厚度大,导热率低,有利于热储层蓄热增温,为理想的地热盖层.在对研究区源、通、储、盖四个要素进行综合研究的基础上确定了地热井位置RSQ1.经钻探验证,RSQ1井钻遇地层及构造情况与物探推断结果基本吻合,水量及水温参数均满足设计要求,充分说明综合地球物理方法在苏南地区中浅层构造裂隙型地热资源勘查中的有效性.

地球内部结构及其密度分布特征研究综述
褚伟, 徐亚, 段杰翔, 樊驹
地球物理学进展    2021, 36 (2): 443-457.   DOI: 10.6038/pg2021EE0160
摘要146)   HTML20)    PDF (2655KB)(296)    收藏

地球内部密度结构是了解其构造特征及性质的重要参数.根据全球性模型的回顾分析可了解地球内部密度的基本特征,垂向的分层性和横向不均一是全球性的密度特征.对地球浅层地壳特别是沉积层,岩石采样的密度测试和速度-密度关系研究为揭示其密度特征提供了重要依据.在总结和分析前人速度-密度关系研究的基础上,本文进一步给出了具有更好适用性的速度-密度拟合关系,可为区域及全球性地壳密度结构研究提供参考.地幔及更深地球密度分布特征受温度、化学组成、构造等多种因素影响,通常可借助速度-密度比例因子Rρ/s,p和地球物理反演方法研究其结构及密度分布特征.随着全球尺度地球物理数据的丰富,基于多种地球物理数据反演地球内部密度分布,获得地球内部更详细结构成为可能,本文对地球内部密度分布特征的综述性分析可为全球性密度结构研究提供参考.

地热地球物理勘探现状与展望
陈昌昕, 严加永, 周文月, 王志辉, 张代磊
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1223-1231.   DOI: 10.6038/pg2020DD0229
摘要256)   HTML17)    PDF (2910KB)(285)    收藏

地热能作为一种绿色、可持续再生的可替代清洁能源,因其分布范围广,资源储量巨大的特点受到全世界的广泛关注.开发地热能在调整能源结构、缓解能源资源压力、促进消费转型升级和推进生态文明建设方面具有重大现实及战略意义.经过几十年勘探与开发,浅层高温地热能几乎已经勘查完毕.目前,地热能勘探受储层埋深大、温度较低和手段单一等的影响勘查难度较大.为了解决这些难题,提高地热能勘查效率,需要引入勘探深度大、方法手段多等特点的地球物理勘探方法.为指导地热勘探,本文按照物性测量差异分为直接测量和间接测量阐述国内外地热能勘探实例,并对主流地球物理地热能勘探特点进行了对比.认为在实际地热勘探工作中某一种物性参数并不能很好的反映地质背景及地质体的空间状态,需要将多种地球物理勘探手段融合,相互补充及验证,提高地热地球物理勘探效率.

基于人工智能的断层自动识别研究进展
陈桂, 刘洋
地球物理学进展    2021, 36 (1): 119-131.   DOI: 10.6038/pg2021EE0252
摘要242)   HTML9)    PDF (5156KB)(259)    收藏

随着油气勘探开发工作的进行,构造圈闭的勘探难度不断提高,断层作为油气运移、聚集的主要通道之一,断层的识别精度很大程度上影响了油气藏的勘探开发.在断层识别的发展过程中,国内外学者们提出了许多切实可行的方案.近年来,人工智能领域的兴起,使得断层自动识别方法更加多样化.本文通过调研大量的国内外相关文献,对基于人工智能的断层自动识别方法进行了归纳总结,将其划分为两个大类:智能算法、机器学习,又对每个大类进行了精细划分,并阐述了通过蚁群算法、边缘检测、BP神经网络、支持向量机、生成对抗网络、聚类及卷积神经网络来自动识别断层的基本原理、发展现状及优缺点.此外,卷积神经网络拥有卷积层、池化层等特殊结构,可以直接通过学习输入与输出之间的映射关系来实现断层自动识别,具有很好的非线性表达及泛化能力,相较于其他人工智能方法,兼具了较高的效率与精度.因此本文对基于卷积神经网络来自动识别断层的一些关键技术及优化算法进行了重点介绍,且利用大量三维合成地震记录及断层标签作为训练样本,实现了基于卷积神经网络的三维地震资料断层自动识别并对最终结果进行了深入分析.最后对断层自动识别技术的提高,给出展望与相应的结论.

原子磁力仪研究进展
晋芳,杨宇山,郑振宇,鲁永康,张昌达
地球物理学进展    2011, 26 (3): 1131-1136.   DOI: 10.3969/j.issn.1004-2903.2011.03.044
摘要1247)      PDF (527KB)(1979)    收藏
原子磁力仪是利用量子理论并结合光学方法技术的一种磁力仪.由于它具备高灵敏度,无需低温条件,可小型化等诸多优点,成为人们高度关注的新型磁力仪.本文从主要量子磁力仪的概况出发,列表介绍了包括原子磁力仪在内的磁力仪名称,工作原理及灵敏度,进而对原子磁力仪的原理,国内外研究现状进行了综述,最后简要描述了原子磁力仪的应用前景,着重指出我国应不失时机的开展原子磁力仪的研究.
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基于岩体水流-传热的地热井间距研究
高俊义
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2058-2063.   DOI: 10.6038/pg2020EE0042
摘要113)   HTML9)    PDF (3758KB)(246)    收藏

水是地热能利用的载体.实际地热开采过程与地热井间距的科学布署息息相关,地热井间距对生产井温度的影响直接关系到地热的开采效率,而关于岩体水流-传热的地热井间距探究的报道较少.本文为研究地热井间距对岩体水流传热温度影响机理问题,根据地热开采的概念模型,应用3DEC程序计算不同地热井间距下岩体的温度场、地热井出口水温的变化特征.结果表明:(1)从瞬态到稳态,生产井和岩体温度逐渐升高,温度梯度逐渐减小,并且其等温线的连续性越来越差;相同时间内,生产井水流传热波及的深度范围随生产井间距的增大而减小.(2)生产井间距越小,温度叠加效应越强,使生产井和岩体的温度越高,其温度梯度越小.(3)模型达到稳态时,岩体和生产井形成从下向上为主的传热路径,并且生产井间距从 1 m 增大到4 m,模型达到稳态所需要的时间分别延长了约 4 h.实际地热开采中,在保证足够抽取平台空间的前提下,建议生产井间距保持在2~3 m之间热采效率较高.

地震数据智能去噪与传统去噪方法的对比及展望
孙小东, 王伟奇, 任丽娟, 李振春
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2211-2219.   DOI: 10.6038/pg2020DD0494
摘要254)   HTML15)    PDF (7909KB)(242)    收藏

在油气地震勘探中,提高地震资料的分辨率、信噪比、保真度一直以来都是地震资料处理环节的关键问题.一般来说,高信噪比是高分辨率的前提,只有信噪比达到一定的水平,地震资料处理才可能实现良好的保真度.当今的地震勘探正向着深层、复杂构造和岩性勘探的方向发展迈进,人们相应的对地震资料处理也提出了更高的要求.目前,业界比较流行的去噪手段包括f-x RNA法、f-x-y NRNA法、3D t-x-y APF法和t-x SOPF法等.本文将这些传统去噪方法与压缩感知去噪、卷积神经网络法等先进的智能去噪技术做了对比,并对智能去噪技术的前景做进一步的展望.

高精度可控震源在深反射地震采集中的应用
王海波,张伟,张宏,肖虎,高云路,顾剑华,唐美斌,韩峰
地球物理学进展    2019, 34 (5): 1910-1916.   DOI: 10.6038/pg2019DD0314
摘要300)   HTML10)    PDF (9795KB)(332)    收藏

深反射地震采集要获取地下深度超过30 km处的莫霍面信息,通常采用大药量炸药激发,炸药激发对生态环境影响较大,不符合绿色环保的勘探发展方向.本研究旨在探索采用可控震源实施深部探测的可行性,及与可控震源激发相匹配的最佳的接收方式.通过对辽东地区开展的可控震源和炸药激发对比试验分析表明,采用高精度可控震源EV56激发,SN5-5低频检波器2支串联的接收方式,可以获得较好的深层地壳结构图像.试验的成功,为后续采用可控震源进行深地地质探测提供了有效的科学依据,具有重要的实际参考价值.

深度学习在地球物理中的应用现状与前景
王昊, 严加永, 付光明, 王栩
地球物理学进展    2020, 35 (2): 642-655.   DOI: 10.6038/pg2020CC0476
摘要812)   HTML37)    PDF (4281KB)(417)    收藏

深度学习是机器学习的一个分支,是使用低维特征组合来表示高维特征组合,包含多重复杂结构或多个非线性变换的多个处理层对数据进行高维抽象的一种算法.深度学习的自我学习和适应能力使它在计算机视觉、语音识别、金融等领域得到了广泛应用.为分析深度学习在地球物理领域的应用前景,本文在介绍深度学习概况的基础上,结合实例分析了深度学习在地震探测定位、大地电磁数据处理、航空电磁数据解释等领域的应用现状.发现深度学习在处理海量数据在并行处理、进行模式识别特征提取、数据预测等方面都有巨大的优势.随着三维探测逐渐成为地球物理勘探主流趋势,必将产生海量数据,涉及大型计算和反演,深度学习在地球物理探测中应用将更加广泛.

结合星载地基InSAR分析的四川新磨村滑坡早期识别与灾后监测
白泽朝, 吕森, 曹琨, 王彦平
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1637-1643.   DOI: 10.6038/pg2020DD0427
摘要180)   HTML26)    PDF (5322KB)(220)    收藏

滑坡是我国主要的地质灾害之一,广域范围滑坡灾害体的早期识别及局部重点区域近实时监测是地质灾害防治工作中的一项重要任务.本文通过四川茂县新磨村滑坡这一典型案例,采用星载InSAR技术对广域范围滑坡进行早期识别,并利用地基InSAR技术对局部重点滑坡近实时监测,探索星载InSAR技术和地基InSAR技术联合监测应用模式.在星载InSAR技术滑坡早期识别阶段,为了准确还原滑坡加速下滑过程,采用分级构网策略加密PS点,在时间域上低通滤波获取非线性形变信息.针对地基InSAR技术传统选点方法误选率高、合理性差等问题,设计了三阈值优化算法,提取分布合理的有效测量点.结果表明:星载InSAR技术成功识别出茂县滑坡不稳定坡体,且在滑坡发生前,不稳定坡体有加速下滑现象;在滑坡发生后,地基InSAR技术获取了滑坡体完整的形变信息,在滑源区和流通区存在两处明显形变区域.星载InSAR技术和地基InSAR技术联合监测在滑坡形变的不同阶段多尺度识别出变形区域,可在滑坡稳定性调查和评价中发挥重要作用.

综合物探在鄂东南地区大理岩捕虏体勘探中的应用研究
程怀蒙, 刘俊安, 张小波, 张勇, 徐玳笠, 黄威, 郭宁宁
地球物理学进展    2020, 35 (2): 548-558.   DOI: 10.6038/pg2020CC0066
摘要181)   HTML1)    PDF (10061KB)(279)    收藏

勘查区内主要研究隐伏大理岩捕虏体的分布规律和物化探异常特征,对有成矿地质背景条件的物化探异常进行验证,寻找发现赋存于石英闪长岩中的隐伏大理岩残留体,并对其含矿性进行评价.在对勘查区内重力原始数据进行处理的基础上,对重力场进行了包括区域场与剩余场的分离、小波多尺度分解、延拓等方面的处理,共圈定局部重力异常13个,重点选取两处异常布设了5条重力、磁法、激电中梯和激电测深精测剖面,以查明异常在纵向上的延展情况及性质.在ZP01、ZP02、ZP03三条剖面上均发现较好的激电异常,异常特征呈现低阻高极化和高阻高极化两种,经钻孔验证低阻高极化异常是由矿化蚀变叠加岩性破碎引起.高阻高极化异常推测为不同期次的石英闪长岩叠加矽卡岩化大理岩俘虏体所引起.

面波群速度测量误差分析
陈浩朋,朱良保,王清东,杨颖航,张攀
地球物理学进展    2014, 29 (5): 1985-1995.   DOI: 10.6038/pg20140501
摘要181)      PDF (27296KB)(615)    收藏

通过一系列的理论实验和实际数据处理,分析采用单台多重滤波法和双台互相关法提取面波群速度的误差.结果表明,面波群速度测量误差随震中距和周期的变化而变化.为了减少频散测量误差,需要选择合适的高斯滤波参数.高斯滤波参数应随周期的增大而减少, 并随震中距的增大而增大.结合前人工作,本文提出了一个高斯滤波参数的经验选择公式.研究也表明,采用双台互相关法测量面波群速度,由于面波振幅谱变化更剧烈,测量中会产生更大的系统性误差,这时有必要利用瞬时周期修正提取的面波群速度频散.

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Beidou/GPS/GLONASS多系统卫星定位数据质量比较分析
布金伟,李小龙,左小清,常军,李湘梅
地球物理学进展    2018, 33 (1): 1-9.   DOI: 10.6038/pg2018BB0495
摘要400)   HTML66)    PDF (1394KB)(475)    收藏

本文在运用TEQC软件结合QCVIEW32和DOSBox 0.74两款软件对GPS/GLONASS定位数据分析的基础上,引入朱静然等人设计的多系统GNSS数据质量分析软件对Beidou/GPS/GLONASS定位数据进行质量分析,并对北斗卫星(Beidou)、双星(GPS/GLONASS)和多星(Beidou/GPS/GLONASS)定位数据的多路径效应、电离层延迟、数据利用率与信噪比、卫星可见数和精度因子PDOP值等几个方面进行比较分析. 试验分析表明:双星系统下的L1、L2两大频率兼容性良好;双星系统下的双频数据质量和稳定性良好,接收机周跳修复能力较强;多星融合的多路径误差明显小于北斗单系统,平均mp1和mp2分别减小了18%和6%,多星融合增加的卫星在一定程度上可以相互补偿从而削弱多路径效应对定位结果的影响;在观测条件复杂,截止高度角较高的情况下,单一系统无法满足高精度定位需求,而组合系统可以保持较低并且变化平缓的PDOP值,提供了高精度的定位服务.

高分辨深反射地震探测采集处理关键技术综述
李胜强, 刘振东, 严加永, 赵金花
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1400-1409.   DOI: 10.6038/pg2020DD0098
摘要148)   HTML4)    PDF (19755KB)(201)    收藏

深反射地震勘探以其可靠性强和精度高的特点,一直作为深地探测的主要技术之一.其中分辨率又作为评价深反射地震勘探质量的关键指标之一,在理论研究及实际生产中都有着重要的意义.文章将深反射地震勘探中影响分辨率的主要因素划分为采集、地质、处理三方面,采集因素主要包括子波激发、空间采样率、接收及观测系统设计;地质因素则主要包括深部波阻抗变化、深部地质体尺度、浅部构造、吸收衰减等,针对以上因素人们提出了静校正、振幅恢复、反褶积、偏移等处理方法来提高深反射地震勘探的分辨率.本文阐述了影响深反射地震勘探分辨率的主要因素,并对提高深反射地震勘探分辨率的主要方法进行了总结与展望.

伊拉克H油田碳酸盐岩储层的孔隙结构特征及其对电阻的影响
姜均伟,朱宇清,徐星,赵玉宏,薛永杰,胡友良
地球物理学进展    2015, 30 (1): 203-209.   DOI: 10.6038/pg20150131
摘要97)      PDF (6009KB)(622)    收藏

针对伊拉克H油田碳酸盐岩储层较强的非均质性, 本文利用岩心资料研究了M2组颗粒灰岩与泥粒灰岩的孔隙结构特征, 并详细分析了M2组下段油层低阻的成因.根据实验得到的孔喉半径分布曲线划分的大孔、中孔和小孔的累计比例, 把储层划分为大、中、小三种孔隙结构, 结果表明M2组上段颗粒灰岩以大孔和中孔为主, 下段泥粒灰岩以中孔和小孔为主.压汞毛管压力曲线表明下段的非均质性强于上段.找出了以中、小孔为主孔隙结构及其复杂的润湿性是造成M2组下段油层低电阻率的原因.用毛管孔径划分的三种孔隙结构刻度了核磁T2谱, 结果显示毛管孔径划分的三种孔隙结构与核磁T2谱划分的三种孔隙具有很好的一致性, 岩心渗透率与核磁得到的渗透率也具有很好的一致性, 找到了用核磁资料准确评价储层的孔隙结构的一种有效途径.

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岩石热导率影响因素研究进展
陈驰, 朱传庆, 唐博宁, 陈天戈
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2047-2057.   DOI: 10.6038/pg2020EE0013
摘要222)   HTML31)    PDF (3287KB)(178)    收藏

岩石热导率是岩石最重要的热物理性质之一,其影响因素也比其他热物理性质更为多样.本文综述了前人对岩石热导率影响因素的研究和认识,并对当前研究存在的问题以及研究的发展趋势进行了总结和展望.影响岩石热导率的因素可系统地归纳为岩石组构、温度、压力三个方面.岩石组构是影响岩石热导率的内在因素,对岩石热导率的影响有决定性的作用.岩石组构从岩石的组分和构型两个方面影响岩石热导率,岩石组分是热导率影响的首要因素,而构型对岩石热导率的影响较为复杂.温度和压力是影响岩石热导率的主要外在因素.一般情况下,岩石热导率随着温度升高而减少,随着压力增大而增大.组分热导率的估值精度、内部组构的模型准确度以及温压实验结果的机理认识等制约了对岩石热导率影响因素的定量化认识.随着实验技术精度的提高和计算机仿真模拟技术的发展,将高精度高温高压实验测试和数值模拟结合进行综合分析是未来研究岩石热导率的发展趋势.

基于全卷积神经网络的磁异常及磁梯度异常反演
张志厚, 路润琪, 廖晓龙, 徐正宣, 乔中坤, 范祥泰, 姚禹, 石泽玉, 刘鹏飞, 陆三明
地球物理学进展    2021, 36 (1): 325-337.   DOI: 10.6038/pg2021EE0222
摘要133)   HTML11)    PDF (11459KB)(171)    收藏

地球物理反演问题具有病态性、不适定性,传统的线性反演方法面临着次优逼近和初始模型选择等挑战,为了提高磁场数据反演的精度,受深度学习卓越的非线性映射能力的启发,本文提出了一种基于全卷积神经网络的磁异常及磁梯度异常反演方法.文中首先提出了一种基于网格点几何格架的磁异常及磁梯度异常的空间域快速正演算法,这为本文全卷积神经网络反演算法的实现奠定了基础;随后对大量不同剩余磁化强度模型进行正演计算获得样本数据集,将正演数据作为输入层,磁化强度模型作为输出层,并基于U-net网络结构设计了一种端到端的网络结构(MagInvNet),再对该网络结构进行监督学习与参数优化;最后进行反演预测.三组模型试验表明,MagInvNet网络能够快速准确识别出磁异常体的位置与形状,并且能够准确的反演出异常体磁化强度的大小,对于含噪声数据,其反演结果的质量不会降低.本文最后利用安徽霍邱铁矿的航磁数据验证了文中方法的有效性.

川滇地区三维P波速度结构研究
邓山泉, 章文波, 于湘伟, 宋倩
地球物理学进展    2021, 36 (3): 863-876.   DOI: 10.6038/pg2021EE0254
摘要53)   HTML4)    PDF (20141KB)(169)    收藏

根据本文提出的更为严格的地震数据筛选方法——横向分区地震均值筛选法,选取了四川、云南、重庆和贵州地震台网的224个固定台站和49个流动台站在2008年1月1日—2017年12月31日期间记录的48,177个地震、372,483条初至P波绝对到时数据以及2,413,407条精度较高的相对到时数据,利用区域双差地震层析成像方法联合反演了青藏高原东南缘川滇地区三维P波速度结构和地震震源参数.研究结果表明:(1)川滇地区上地壳结构横向不均匀性明显,四川盆地上地壳10 km深度范围内表现为低速异常,而松潘—甘孜地块、滇中地块则表现为明显的高速异常;(2)川滇地区地震主要沿着边界断裂分布,大多数地震为浅源地震,震源深度主要集中在 5~15 km深度范围内,震源主要位于高速异常与低速异常交界区域,且偏向高速异常体一侧;(3)震源分布研究推测龙门山断裂带前山断裂东南侧可能存在一条倾向北西、倾角约为40°的北东向走向的隐伏断裂,且为芦山地震的主要发震断裂;(4)川滇地区中下地壳低速异常体可能反映了中下地壳弱物质流的存在,中下地壳物质流不是广泛分布在川滇地区,而是沿着川滇块体东部有限的通道向南流动.中下地壳流可能是沿着鲜水河断裂带向东南方向流出,在雅安一带遇到坚硬稳定的四川盆地的阻挡,一部分物质向北东方向流动,而另一部分物质转向南沿着安宁河断裂带和则木河断裂带分布,并继续向南沿着小江断裂带流动.

短周期密集台阵被动源地震探测技术研究进展
张明辉, 武振波, 马立雪, 郑凡, 解桐桐, 郑孟杰, 侯爵, 刘有山, 张永谦, 徐涛, 白志明
地球物理学进展    2020, 35 (2): 495-511.   DOI: 10.6038/pg2020EE0022
摘要421)   HTML22)    PDF (14325KB)(307)    收藏

近十年来,短周期密集台阵被动源探测技术日益成长为国内外深部结构探测领域的一项重要手段.该技术相较于传统宽频带地震探测具有高分辨、省时省钱、绿色环保等优点.尽管低频信号不足,对岩石圈地幔以深结构探测能力有限,但密集的台站间距使得地壳精细结构成像成为可能;台阵下方不同方位射线形成密集的交叉覆盖,从而可通过反演和叠加偏移等手段获取稳定的壳幔结构图像.因此,短周期密集台阵探测技术已广泛应用于深部速度和界面结构成像,以及矿产资源勘查、火山活动监测、微震精定位、发震断层的几何学和运动学特征研究等多种不同领域.本文系统的总结了短周期密集台阵在地壳结构研究和微震定位检测等方面的研究进展.展望未来,以科学问题为导向,利用天然地震及背景噪声观测、重力测量、InSAR数据、GPS测量等多种地球物理数据,开展联合反演和成像,并提取研究对象的多属性特征正日益成为减少解的非唯一性、揭示地质体真实赋存状态的有效途径;该领域方法技术的迅速提升有望大大促进地震学及地球动力学研究,在深部结构成像、矿产资源勘查等领域具有广阔应用前景.

郯庐断裂带苏鲁交汇区b值时空特征研究
余腾, 朱益民, 王鑫, 胡伍生, 朱红
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2134-2142.   DOI: 10.6038/pg2020EE0072
摘要128)   HTML7)    PDF (6250KB)(163)    收藏

以郯庐断裂带苏鲁交汇区及邻区近50年的地方震资料为数据样本,在定量分析交汇区最小完备震级和系统推导极大似然法原理的基础上,重点研究区域G-R关系尤其是b值时空分布演化特征,依据b值指示意义进行区域内5级以上地震关联性和构造应力分布状况分析.研究得到:b值时间分布特征表明中强震发生时段与中短期b值下降时段吻合明显;b值空间分布特征表明区域内郯庐断裂带西侧东经117°~118°、北纬33.5°~35.5°范围地壳应力较高,结合相关地质资料认为此范围处于孕震阶段,本文可对郯庐断裂带苏鲁交汇区潜在震源区和地震危险性的评估、推断提供一定的科学启示.

珠江口盆地陆丰A构造文昌组文五段砂体超覆线地震识别及预测
董政,李熙盛,侯月明
地球物理学进展    2017, 32 (2): 603-609.   DOI: 10.6038/pg20170221
摘要170)      PDF (22782KB)(308)    收藏

珠江口盆地陆丰A构造文昌组文五段储层类型主要为辫状河三角洲前缘砂体,为文昌组主要产油层段.该段储层横向变化大,非均质性强,因此准确识别砂体超覆边界对储量评价含油范围的圈定及后续油藏开发工作至关重要.研究区构造埋深大、断裂复杂,地震资料品质较差,深层反射能量弱,岩性组合特征多变,单一利用常规偏移地震剖面追踪解释进行砂体边界识别存在很大的不确定性.本次基于保幅纯波地震资料、钻测井资料及地质资料等,运用反射系数反演、阻抗反演、平面及剖面多属性综合分析等技术,对目的层砂体超覆边界进行了精细的识别与刻画工作,圈定了砂体边界,确定了含油范围,取得了良好效果,并对后期油田开发方案的制定和实施具有现实指导意义.

滑坡位移监测方法综述
赵永红,王航,张琼,徐安东,田罡
地球物理学进展    2018, 33 (6): 2606-2612.   DOI: 10.6038/pg2018BB0464
摘要559)   HTML25)    PDF (1339KB)(224)    收藏

滑坡是一种分布广泛的常见地质灾害,经常造成人员伤亡和财产损失,因此,滑坡监测一直是防灾减灾的重要手段.常用的滑坡监测方法有宏观地质监测法、大地精密测量法、GPS法, 近年来也出现了许多新的测量方法, 如TDR 监测法和近景摄影测量法等,其中,地表位移测量是最主要的监测手段.本文总结了前人关于滑坡监测方法的理论和实践,讨论了如何建立滑坡地表监测与滑坡预兆之间的联系,分析了滑坡地表位移反映滑坡滑移过程需要满足的条件,并对与地表监测有关的滑坡预测方法提出建议.特别对近年来发展起来的的数字图像相关方法给出了详细的评述,该方法对光学图像的滑坡灰度特征进行匹配求解二维滑坡位移场,是一个可以对地表位移及其变化过程进行全场和实时监测的非常有效的新方法.

综合物探方法在淮河滨河浅滩岩溶塌陷调查中的应用研究
张伟,甘伏平,魏巍,管振德,刘伟,邬健强
地球物理学进展    2019, 34 (2): 832-839.   DOI: 10.6038/pg2019CC0051
摘要178)   HTML2)    PDF (5045KB)(236)    收藏

淮南市八公山区原肥皂厂近些年出现大规模的岩溶塌陷地质灾害,为了查明该调查区地下溶洞、裂隙管道等不良地质体的发育位置,笔者采用高密度电测深法、音频大地电磁法和地震折射法对塌陷区进行野外实验研究,研究结果显示:受滨河浅滩第四系淤泥低阻覆盖层的影响,高密度电测深法和音频大地电磁法测量的视电阻率值偏小,普遍小于200 Ω·m,对低阻异常体识别度很低,很难通过视电阻值大小来准确判定基岩与低阻异常体之间的相对空间位置,相比之下,地震折射法受低阻覆盖层的影响较小,覆盖层与基岩之间纵波速度相差很大,实验得出,河床淤泥层纵波速度小于1000 m/s,第四系含砂黏土层纵波速度在10002200 m/s之间,基岩纵波速度大于3000 m/s,基岩与覆盖层之间的溶蚀层位纵波速度介于22003000 m/s之间.研究结果表明,在滨河浅滩第四系淤泥层等低阻覆盖层的影响下,高密度电测深法和音频大地电磁法测量的视电阻率值偏小,仅仅依靠视电阻率值来判定基岩与低阻异常体之间的相对空间位置不够严谨,在此基础上采用地震折射法,利用基岩、低阻覆盖层与溶蚀层之间的纵波速度差异,能够更加准确的划分并圈定覆盖层、溶蚀层和基岩面的空间位置.

GRACE月时变模型缺失值的填补方法与精度分析
陈智伟, 张兴福, 周波阳, 崔家武
地球物理学进展    2020, 35 (3): 815-822.   DOI: 10.6038/pg2020DD0178
摘要347)   HTML21)    PDF (11005KB)(172)    收藏

长时间序列的GRACE时变重力场对研究全球地表质量变化具有重要的意义.部分月份的GRACE卫星观测数据质量不佳导致了相应月份的时变重力场模型缺失,为了保持时变重力场模型的连续性,可采用一定的插值方法填补.本文以ITSG-Grace2016时变重力场模型序列为研究对象,详细分析了三次样条插值、三次埃尔米特插值和三次多项式插值等3种方法用于填补GRACE时变模型序列的精度,实验结果表明:(1)利用3种插值方法获取空缺1个月或连续空缺2个月的时变重力场模型时,插值时变模型与实测时变模型比较,阶误差均较小,且三次埃尔米特插值的精度稍好;(2)利用插值时变模型分析区域质量变化时,在空缺1个月数据的情况下,插值时变模型与实测时变模型符合度较高,但在连续空缺2个月数据的情况下,插值时变模型与实测时变模型的计算结果差异较大,说明利用阶误差评定模型精度具有一定局限性;(3)对区域质量变化的趋势项进行分析时,区域质量变化的复杂程度决定了模型内插的精度,当时间序列的长度在3年或3年以上时,插值时变模型的精度对区域质量变化分析的影响较小.在分析区域质量变化时,三次样条插值方法的插值结果与实测结果更为接近,建议采用该方法填补GRACE月时变重力场模型的缺失值.

分布式光纤声波传感器及其在天然地震学研究中的应用
张丽娜, 任亚玲, 林融冰, 宋政宏, 曾祥方
地球物理学进展    2020, 35 (1): 65-71.   DOI: 10.6038/pg2020DD0384
摘要415)   HTML18)    PDF (1684KB)(212)    收藏
分布式光纤声波传感器(Distributed Acoustic Sensing, DAS)是近年来兴起的超密集地震观测系统,具有一系列观测密度高、观测成本低、耐受恶劣环境等优势,在油气行业得到了广泛应用,也引起了天然地震学界的关注.本文简要回顾了DAS系统的测量原理、发展历程、技术方案、介绍了测量原理及其响应特性,然后围绕多个观测实验,介绍浅部结构成像、深部结构探测和地震监测三个方向的典型应用实例,最后讨论了DAS系统在天然地震学研究中应用面临的挑战和发展趋势.
背景噪声互相关去噪的滑动窗加权SVD滤波方法
马小军, 吴庆举
地球物理学进展    2020, 35 (6): 2083-2089.   DOI: 10.6038/pg2020DD0530
摘要192)   HTML13)    PDF (4821KB)(144)    收藏

假设噪声互相关函数中的面波为相干信号和椭圆极化的,而噪声信号一般是非相干的,本文采用滑动窗加权SVD方法对噪声互相关函数去噪,通过对一些列时间窗内的波形进行SVD分解,将前两个特征图像叠加重构波形,叠加过程中引入与极化强度有关的权重因子达到滤波目的.该方法显著的增加了噪声互相关函数的信噪比,面波前驱信号也得到有效压制,有效增加了远距离台站对射线数目,射线覆盖和交叉程度的增加一定程度上提高了成像的分辨率.

基于深度卷积神经网络的地震数据重建
杨冠雨, 王璐, 孟凡顺
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1497-1506.   DOI: 10.6038/pg2020DD0525
摘要279)   HTML10)    PDF (5781KB)(143)    收藏

地震数据重建是一个不适定的反问题, 通常采用正则化方法求解. 正则化方法需要人工建模, 建模的准确性会影响重建结果, 此类方法还存在计算代价高的问题. 为克服正则化方法存在的问题, 本文使用深度卷积神经网络实现了端到端的地震数据重建.此方法是基于数据驱动的, 直接从数据中学习输入与输出的映射关系, 无需人工建模, 经过训练的网络可直接用于非完整数据的重建工作. 数值实验分别使用模拟数据和实际数据并与传统正则化方法对比验证深度卷积神经网络方法的有效性. 实验结果表明, 深度卷积神经网络方法的计算代价主要在于网络的训练阶段, 数据重建阶段仅需花费极短的时间, 与传统正则化方法相比, 对于缺道50%的地震数据, 深度卷积神经网络方法的重建结果质量更高, 速度更快.

利用叠后地震资料方位强度属性预测开启裂缝
陈志刚, 马文杰, 赵宏忠, 许凤, 崔全章, 孟阳, 郭建明
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1745-1750.   DOI: 10.6038/pg2020DD0299
摘要188)   HTML5)    PDF (6215KB)(143)    收藏

裂缝储层是一种各向异性储层,在油气勘探开发中,利用地震资料进行裂缝储层的预测一直是个难题.随着地震勘探技术的提高,近几年研究人员开始尝试利用“宽方位、宽频、高密度”资料的“宽方位”特性预测裂缝或者利用常规资料的曲率、相干、蚂蚁追踪等几何属性预测裂缝,但目前实例大都局限于裂缝密度即裂缝发育带的预测,对于裂缝开启性的地震预测,几乎没有涉及.近几年Nissen及Guo Yanxia等提出利用叠后地震资料曲率属性计算方位强度的流程,认为可以预测裂缝的开启性.本文重建了上述流程,首先进行曲率计算,即计算最大正曲率、最大负曲率数据体,随后对曲率进行加权比例化,即曲率增强;然后对比例化的曲率体分方位滤波,求出不同方位的曲率子体,最后利用平面任意点到裂缝的径向距离的倒数脉冲序列与不同方位曲率子体褶积,得到不同方位的方位强度属性.在哈萨克K油田的裂缝预测中,预测结果与产能具有较高相关性,基于预测结果提出的钻井获得了较好的勘探效果.

海底节点(OBN)地震勘探:进展与成果
吴志强, 张训华, 赵维娜, 祁江豪, 朱晓青, 田振兴
地球物理学进展    2021, 36 (1): 412-424.   DOI: 10.6038/pg2021EE0029
摘要418)   HTML9)    PDF (5428KB)(142)    收藏

海底节点(OBN) 在有效弥补拖缆地震(TS)的勘探盲区、提供多波和宽方位角数据、定点和重复性等方面具有优势,成为海洋地震勘探的新技术方法.近十年来,OBN勘探技术和装备得到了快速发展,节点地震仪的性能进一步被优化,海底工作的时间和水深得到大幅度提升;智能自动化节点地震勘探系统走向实用,显著地提高了采集工作效率;针对OBN资料的特点,目前已研发了位置校正、上行/下行波场分离、镜像偏移、PS波成像与速度建模等处理方法,提高了成像品质,推动了OBN地震勘探在海洋油气田调查、地震识别和油气藏开发过程中的动态监测(4D)等方面的应用进程.本文重点介绍了OBN方法原理、工作特点、发展历程和应用实例,分析了OBN技术的发展方向.

东北亚陆缘中-新生代主要构造事件的古地磁学制约
周在征, 李三忠, 姜兆霞, 李玺瑶, 李阳
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1332-1351.   DOI: 10.6038/pg2020DD0132
摘要156)   HTML11)    PDF (10553KB)(140)    收藏

东北亚陆缘位于西太平洋洋-陆过渡带的北段,中-新生代经历了古洋盆的闭合与打开,陆缘弧的发育,洋底高原、洋内弧与弧前盆地的侧向增生等复杂的构造演化过程.本文系统梳理了东北亚陆缘的古地磁数据,涉及华北东部、朝鲜半岛、佳木斯—兴凯、那丹哈达、俄罗斯远东和日本等地区.作为定量研究地块运动有效的方法,古地磁资料对该地区几个主要构造过程起到了关键的制约作用,包括牡丹江洋的闭合、日本海的打开、陆内块体旋转或调整运动、陆缘增生楔的就位过程以及西北太平洋洋内岛弧系统的运移过程等.同时,东北亚陆缘古地磁研究目前还存在诸多问题,如数据时空分布的不均匀性、同区域构造解析结合的薄弱性以及对探讨块体动力学机制的局限性等.未来应着重在以下几个方面开展工作:加强对数据缺乏区的古地磁研究,开展该地区磁组构的构造应用研究,同精细构造解析相结合深度挖掘数据意义以及开展地球动力学数值模拟工作以探究块体运动的动力学机制等.

基于Python语言的ObsPy软件包从地震背景噪声中提取瑞利面波经验格林函数的实行方案
彭一波,姜明明,艾印双
地球物理学进展    2019, 34 (3): 919-927.   DOI: 10.6038/pg2019CC0119
摘要698)   HTML39)    PDF (5359KB)(277)    收藏

针对海量地震数据的高效自动处理是现代地震学重要的研究课题之一.本文基于Python语言的地震学数据处理软件平台ObsPy重构了背景噪声成像数据处理工作流程方案.以大兴安岭地区的不同来源与不同格式的地震数据为例,利用ObsPy软件包实现了背景噪声成像去除仪器响应、重采样、滤波、去均值趋势等预处理过程,以及One-Bit时间域归一化、谱白化、互相关计算等主要工作流程.对比测试表明基于ObsPy软件包的新流程与常用的噪声成像软件包的计算效率具有可比性,但代码更加简洁易用.同时,基于Python语言实现了利用Bootstrap方法对背景噪声成像提取面波频散曲线的误差分析.最后,本文利用归一化背景能量流方法分析了大兴安岭地区相关噪声源的时空分布.分析结果显示,研究区接收的短周期噪声可能与太平洋浪高的季节变化相关,接收的长周期噪声可能与全球海洋浪高的季节变化相关.

基于深度学习的隧道衬砌结构物探地雷达图像自动识别
冯德山, 杨子龙
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1552-1556.   DOI: 10.6038/pg2020DD0325
摘要246)   HTML12)    PDF (2230KB)(136)    收藏

传统探地雷达图像识别方法中存在识别准确率不高,复杂目标体识别难度大,识别流程较为繁琐,不能实现端到端识别等问题,不能准确的识别实测数据.本文将深度学习中Faster R-CNN、YOLOv3这两种具有代表性的目标检测算法运用到探地雷达的图像识别当中.选择隧道的衬砌结构作为探测识别研究目标,制作了包含钢拱架、钢筋网、施工缝三类结构物标注的实测数据集.从准确率、召回率、平均准确率,准确率-召回率曲线等评价指标,分析了这两种算法在实测数据集上的表现.并对照典型的识别结果,结合这两种算法的原理说明了其运用到探地雷达图像自动识别上的特点.在测试集上,Faster R-CNN在钢拱架、钢筋网、施工缝三类结构物的识别中分别取得了95.5%、90.5%、96.8%平均准确率,YOLOv3则分别取得了90.0%、16.6%、95.3%平均准确率.实验结果表明两种深度学习目标检测方法在隧道衬砌探地雷达图像的识别上取得了良好的效果,其中Faster R-CNN整体效果更好,但会将多次波误识别为有效信号,YOLOv3较少误识别多次波,但是对钢筋网识别效果不好,两种方法搭配使用会形成优势互补.

TTI介质刚度矩阵的分解
金世勋,印兴耀,梁锴
地球物理学进展    2018, 33 (2): 644-652.   DOI: 10.6038/pg2018BB0240
摘要254)   HTML2)    PDF (1828KB)(235)    收藏

刚度矩阵是表征传播介质特性的重要参数.TTI介质的刚度矩阵由VTI/HTI介质的刚度矩阵转换而得,因而TTI介质与VTI/HTI介质之间存在着某种联系.本文将TTI介质的刚度矩阵表示成VTI/HTI介质的刚度矩阵与一个‘扰动’矩阵之和的形式,从另一个角度揭示了TTI介质与VTI/HTI介质的关系.本文在TTI介质刚度矩阵分解的基础上,将TTI介质的波动方程分解成VTI/HTI介质波动方程和‘扰动介质’波动方程,然后对VTI/HTI介质波动方程和‘扰动’介质波动方程分别进行了模拟.将两个模拟结果进行合成并与TTI介质的波动方程模拟结果进行了对比,验证了方法的准确性和有效性.理论分析与数值模拟结果表明,TTI介质可认为是VTI/HTI介质的一种延伸.

目次
地球物理学进展    2016, 31 (5): 0-0.  
摘要54)      PDF (449KB)(348)    收藏
郯庐断裂带南段大地电磁主轴方位统计分析及其意义
崔腾发, 陈小斌, 邓琰
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1238-1249.   DOI: 10.6038/pg2020DD0109
摘要132)   HTML13)    PDF (14275KB)(130)    收藏

本文利用多测点-多频点阻抗张量统计成像技术统计分析了三条横跨郯庐断裂带南段的大地电磁剖面上的电性主轴分布特征,从电性主轴的角度描绘了大别郯庐构造区不同构造的特征及构造间的几何关系.统计结果显示:郯庐断裂带南段在断裂带浅部的电性主轴方位及二维有效因子中有明显的显示,同时郯庐断裂带南段可能未影响断裂深部介质;扬子板块及大别块体东南部地区浅部和深部的主轴方位明显不一致,表明浅部和深部之间存在结构不整合,主轴方位表明不同深度的介质受不同方向构造力的作用;大别造山带南部及以南地区深部介质中EW向电性主轴可能是板块汇聚时期扬子板块深部韧性层受NS向挤压应力作用的结果,郯庐断裂带以东地区深部韧性层中NWW向的电性主轴则是扬子板块沿郯庐带向NNE方向运动形成的;北大别块体深浅一致的电性主轴分布特征符合中生代穹隆抬升、增厚的演化过程.对该地区电性主轴的统计结果为认识该地区的深部结构及地下介质的运动极性提供了重要的依据,也为认识大别郯庐构造区的演化过程提供了新的证据.

地震波射线追踪方法综述——方法、分类、发展现状与趋势
邴琦, 孙章庆, 韩复兴, 王生奥
地球物理学进展    2020, 35 (2): 536-547.   DOI: 10.6038/pg2020DD0003
摘要371)   HTML11)    PDF (2548KB)(225)    收藏

地震波的走时与射线路径是地震数据处理技术中重要的参数,它们的计算精度、效率、稳定性等特性直接决定着偏移成像、层析成像、速度分析等地震数据处理技术的各种特性.为了更加清楚地认识、发展和利用这一类方法,本文首先对地震波射线追踪问题进行了简要概述;其次,阐述了主要的射线追踪方法的相关内容;然后,对射线追踪方法进行了分类;最后,详细阐述了射线追踪的发展现状与趋势,并给出相应的结论与讨论.

山东焦家金成矿带地球物理特征及找矿预测
王巧云, 杜利明, 胡创业, 祝德成, 胡雪平, 张文, 李亮
地球物理学进展    2020, 35 (3): 1061-1067.   DOI: 10.6038/pg2020DD0323
摘要160)   HTML2)    PDF (3677KB)(157)    收藏

本文以焦家断裂带为研究目标,综合利用地质、重力、磁法、大地电磁等资料,总结了区域物性、重磁场特征,并选择典型剖面,利用实测MT数据,开展了2.5D重磁电联合精细反演,推断了控矿断裂构造的深部变化特征.A-A'剖面重磁电特征显示,焦家断裂带上盘呈现低阻-中磁特征,而下盘呈现高阻-高磁特征,焦家断裂带和三山岛断裂带的视电阻率异常梯度带在4 km以浅非常清晰,分界线走势基本沿焦家断裂带深部延伸,呈现“漏斗”形状.本文根据建立的地质-地球物理找矿预测模型推断,焦家断裂带剖面上低磁异常向高磁异常的过渡带、布格重力异常梯级带的转弯部位和视电阻率等值线同步向下弯曲、间距变大及由陡变缓部位都是成矿的有利部位,为今后该地区金矿勘查提供重要技术指导.

综合地球物理方法在水源区环境地质调查中的应用研究——以丹江口水库为例
刘道涵,王磊,伏永朋,刘磊
地球物理学进展    2019, 34 (2): 757-762.   DOI: 10.6038/pg2019CC0099
摘要247)   HTML10)    PDF (3881KB)(237)    收藏

丹江口水库以上的汉江流域是南水北调中线核心水源区,地下水调查是水源区环境地质调查的重要组成部分,笔者采用综合地球物理方法对地下水调查进行研究,研究结果表明:高密度电法在圈定隐伏断裂、地层岩性、岩溶发育区效果明显,反演电阻率可以优化垂直激发场计算;地面磁共振方法能够弥补高密度电法对地下水分辨率低的缺点,精细刻画地下水文地质特征,为构建水源区地下水格架提供参考依据.同时,笔者探索了高密度电法与地面磁共振方法的地球物理方法组合在水资源调查中的优越性.

原子干涉重力仪测量原理与发展现状
谭立龙, 张彦涛, 王鹏, 陈思, 钟山
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1310-1316.   DOI: 10.6038/pg2020DD0012
摘要279)   HTML8)    PDF (3131KB)(125)    收藏

针对当前新型号导弹武器无依托发射时惯导参数标定及战略导弹核潜艇导航定位的现实需求,针对我国重力测量精度低、依赖进口的现状,介绍了原子干涉重力仪的基本原理和近年来国内外主要发展状况.分析了近年来国外仪器测量精度有所提升,但存在实用化、产品市场化不足的特点,国内主要存在测量精度低、技术体制单一及环境适应性差的主要差距,展望了原子干涉绝对重力仪的发展方向.

测井曲线标准化研究进展综述
高春云, 周立发, 路萍
地球物理学进展    2020, 35 (5): 1777-1783.   DOI: 10.6038/pg2020DD0398
摘要153)   HTML2)    PDF (1294KB)(125)    收藏

测井曲线标准化用来消除数据采集时不可避免的系统误差,是多井油藏评价和井震结合储层预测中必不可少的基础性工作.本文对测井曲线标准化研究现状进行了分析,阐述了测井曲线标准化的基本思想和标准化方程;提出了常规方法选取理想标准层困难的情况下的几种解决办法:“相控标准层”、“视标准层”、“虚拟标准层”以及“宏观标准层”等,并对这些方法的优缺点及各自的适用范围做出了客观评价;对标准化过程中特征值和标准值的确定问题进行了讨论:除了常规的直方图法、趋势面法等,还对包络函数法、具有趋势的克里格法以及BP神经网络法等较为新颖的方法做了介绍,并给出了每种方法的适用条件;对测井曲线标准化效果的评价方法进行了总结,提出利用取心井资料检验的方法和对标准化后的数据和偏差分析的检验方法.最后指出了标准化工作中应该注意的一些问题.

基于卷积神经网络的智能化地震数据插值技术
郑浩, 张兵
地球物理学进展    2020, 35 (2): 721-727.   DOI: 10.6038/pg2020DD0013
摘要396)   HTML12)    PDF (5189KB)(195)    收藏

地震数据通常存在数据缺失问题,严重影响地震数据各个处理环节,需采用适当的手段对其重构.本文提出了一种基于深度学习卷积神经网络(CNN)的智能化地震数据插值技术.算法的关键在于构建一个适用于地震资料插值的CNN模型,该技术以缺失地震数据作为输入层,由卷积算法提取地震数据的特征信息,并通过池化层实现数据压缩降维,同时引入修正线性函数(ReLU)提高模型的非线性表达能力,再通过反卷积层恢复数据尺寸,最终搭建卷积自编码器模型(CAE),实现数据-数据的映射关系.该模型通过残差学习获得缺失数据特征并实现重构数据输出,与现有技术相比,该方法采用自监督学习方式,利用大量数据训练卷积自编码器模型,通过所得模型实现缺失地震道的数据重构.分别利用CAE模型及POCS插值技术对模型资料和实际数据进行插值,测试结果表明,CAE能有效实现地震数据插值,且与POCS方法相比具有更高的精度,验证了算法的可行性和有效性.

四川九寨沟7.0级地震前震情跟踪概述及震后总结
高曙德
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1250-1260.   DOI: 10.6038/pg2020DD0249
摘要156)   HTML13)    PDF (6205KB)(123)    收藏

对于强震可否预测与如何科学预测的问题,通过九寨沟地震前的震情跟踪及地球物理场的时空演化总结,科学地认识地震预测工作.四川九寨沟7.0级地震前距离震中400 km范围内,在1~2年内出现形变、地电阻率等地球物理场的异常.异常时间主要从2016年开始,空间上主要沿北东方向分布,在200 km内有流动水准4项异常、GNSS观测1项;200~400 km流动水准1项异常、定点形变2项,GNSS观测1项,地电阻率3项.这些异常变化出现后,地震部门组织了多次现场核实和跟踪;最为典型的核实是2017年6月27日至29日中国地震局台网中心、宁夏地震局、甘肃省地震局组成异常核实小组,对甘宁川交界地区多台地电阻率变化进行了分析研判,2016年7月平凉台井下观测的地电阻率有1年的趋势性破年变异常,NS和EW向地电阻率异常变化率比背景值(背景值年变化为0.6%、0.4%)的明显增大,分别为1.1%、0.6%;天水深井地电阻率从2月份三个测道地电阻率值偏离背景值幅度达到0.4%,宁夏固原EW测项异常下降幅度约为0.4%,计算分析这组异常是由地层电性变化引起;针对上述变化再结合2015年全国7级地震(M 7)大形势危险区判定意见,以及地壳形变多测项异常的变化,预测在未来较短的时间(3个月内)甘宁陕交界地区(平凉、固原、宝鸡)有发生6.0级以上地震的可能,尽管预测意见偏离了九寨沟7.0级地震震中和震级.但通过梳理异常变化的序列,总结分析在监测范围内出现有限的异常时,如何判定地震要素?以期对未来地震预测提供的借鉴.

基于车辆振动噪声的城市面波观测方法研究及其应用
姜文龙, 涂善波, 何效周, 马若龙
地球物理学进展    2020, 35 (4): 1557-1564.   DOI: 10.6038/pg2020DD0265
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针对城市复杂环境干扰且常规物探方法无法有效进行作业特点,本文重点分析了城市环境的振动噪声特征,同时以面波理论为基础分析了城市环境振动噪声在瞬态面波与被动源面波中的表征的,认为可通过有效方式将环境噪声作为有效信号进行利用.结合相关分析,本文在某城市环境进行了实际数据采集,对不同工况下环境振动干扰进行了分析,认为多重强干扰情况下无法将环境振动模拟为单一虚拟震源,需结合复杂环境信号传播特征进行合理的观测系统布置,同时采用合理的分析方式压制干扰,以获取合理的地层波速结构.结合上述分析方式,本文在城市强振动环境进行了应用分析,并结合实际钻孔资料对获取的波速结构合理性进行了分析.

如何确定居里温度
刘彩彩,王宇
地球物理学进展    2018, 33 (3): 934-940.   DOI: 10.6038/pg2018BB0182
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居里温度是磁性矿物的特征温度,通常我们利用实验室测量的居里温度(Tc)来鉴别岩石中的磁性矿物种类.由于磁性矿物的粒径以及其他金属的取代等都会对Tc产生影响,因而准确确定Tc对于判断磁性矿物的粒径分布和其他金属的取代程度等具有重要的意义.目前实验室中主要通过测量热磁曲线获取矿物的居里温度,包括磁化强度随温度的变化曲线(Ms-T曲线)和磁化率随温度的变化曲线(χ-T曲线)两种传统测量方法.对于Ms-T曲线,通常确定Tc的方法有图解法,求导法和外推法(extrapolation);而对于χ-T曲线,确定Tc的方法除了图解法,求导法之外,还主要包括Hopkinson峰值法、1/χ法.近期随着仪器的更新,可以测量不同温度下1/4段磁滞回线,该方法不仅可获得传统的Ms-Tχ-T曲线,还可以获得不同磁场强度下磁化强度随温度的变化曲线以及高场磁化率随温度(χh-T)的变化曲线和Arrott图(磁化强度的立方M 3与磁场h的相关性图),进而获取多种参数来计算Tc,是确定Tc的一种新的方法.本文简要综述了这些方法的原理及应用实例.

基于深度学习的测井岩性识别方法研究与应用
安鹏,曹丹平
地球物理学进展    2018, 33 (3): 1029-1034.   DOI: 10.6038/pg2018BB0319
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深度学习是一种高效的特征提取方法,它能够提取数据中更加抽象的特征,从而有效地解决复杂的非线性问题.本文将深度学习技术应用于地球物理测井的岩性识别中,构建了一个基于ReLu激励函数、Adagrad优化算法、Softmax回归层等技术方法整合的深度神经网络模型,利用自然伽马、深感应、岩性密度、中子-密度孔隙度和平均中子-密度孔隙度5种测井参数,以及陆相-海相指示和相对位置2种地质约束变量作为输入变量训练深度神经网络模型.通过对实际井数据的测试验证取得了非常理想的效果,展示了将深度学习技术应用于地球物理的良好前景.

拉梅常数的力学意义与剪切模量出现于纵波速度公式的原因
胡恒山
地球物理学进展    2018, 33 (1): 219-222.   DOI: 10.6038/pg2018BB0432
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弹性纵波俗称为膨胀波,为什么其速度公式中出现剪切模量?本文证明了平面纵波和球面纵波均在引起体应变的同时引起偏应变.由于体应变和偏应变同时发生,纵波速度公式就既含反映体积恢复能力的体积模量K、又含反映形状恢复能力的剪切模量μ.纵波速度也常用剪切模量和拉梅常数λ表示,后者表示一维应变状态下横向应力与纵向应变的比值,而出现于纵波速度公式中的λ+2μ是发生一维应变时应变方向上应力与应变的比值.这个值用体积模量与剪切模量表达,就是K+(4/3)μ.

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基于数字岩心和孔隙网络模型的微观渗流模拟研究进展
雷健,潘保芝,张丽华
地球物理学进展    2018, 33 (2): 653-660.   DOI: 10.6038/pg2018BB0108
摘要391)   HTML7)    PDF (3100KB)(256)    收藏

孔隙级的渗流数值模拟是研究岩心渗流的重要方法,随着近年来 CT扫描等微观成像和数字岩心的发展,渗流模拟研究能更好的贴近真实微观结构,而孔隙网络模型长久以来就是研究孔隙级渗流的经典平台,因此数字岩心和孔隙网络模型两者结合是目前微观渗流研究的重要发展方向之一.从数字岩心中提取孔隙网络信息的两种主要方法,居中轴线法和最大球法均可以有效的获取真实岩心的孔隙结构参数,两者在可靠性等方面各有优劣.以孔隙结构信息构建的孔隙网络模型与逾渗理论相结合是经典的渗流模拟方法和渗透率计算方法,具有计算效率高、可控性强、易于理解的优点.随着技术的发展,孔隙网络模型的应用也更加广阔和深入,包括在页岩、碳酸岩等的渗流研究.

渤海西南部新近系超薄储层定量预测技术研究与应用
陈文雄
地球物理学进展    2019, 34 (2): 694-701.   DOI: 10.6038/pg2019CC0009
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渤海西南部新近系明化镇组主要为极浅水三角洲和曲流河沉积,受特定沉积环境的控制,发育大量厚度小于λ/8(λ为视波长)的超薄储层,利用常规地球物理手段难以进行定量预测.为定量预测此类超薄储层,本文通过对多项地球物理技术改造升级与优化组合,建立了一套完整的超薄储层定量预测技术,具体包括两项关键子技术.(1)基于薄储层的地震高分辨率处理技术.首先优选能较好继承地震有效信息的部分地震道进行叠加,然后开展基于ARMA的谱蓝化处理,提高地震资料分辨率.(2)基于薄储层的解释性优化处理技术.在地震资料高分辨率处理基础上进行基于匹配追踪算法的子波重构处理,将薄储层的地震反射信息进行小幅度放大,然后进行倾角中值滤波和倾角扩散滤波处理,有效压制数据中的随机噪声和突出储层边界,使得地震资料可解释性增强.技术成果应用于渤海A油田,成效显著,同时取得两点主要认识:(1)方法可识别厚度小于λ/8的超薄储层,在渤海西南部海域取得了成功应用,对陆相断陷盆地浅层超薄储层预测具有较好借鉴意义;(2)方法针对薄储层进行地震优化处理,为凸显薄储层地震响应,一定程度破坏了适中厚度和厚储层的地震响应,不能做到薄、厚储层同时预测.