人工源深部地震探測

利用震中、震源深度和發震時刻都可預先確定的人工地震源，探測地殼深部和上地幔物質的速度結構和物理性質。這種方法的分辨力較高，近年來發展很快。在深部地震探測中套用計算機技術處理地震數據，對地殼和上地幔結構有了一些新的認識。

基本介紹

• 中文名：人工源深部地震探測
• 外文名：deep seismic sounding by means of artificial sources
• 優點：分辨力較高
• 記錄系統：模擬磁帶記錄、數字磁帶記錄

簡介

人工源產生的地震波可以穿透地球內部深達數公里、數十公里、甚至上百公里的具有不同物理性質的各個岩層，有些波返回地表，被檢波器(拾震器)接收，根據檢波器記錄到的各個波組的走時和振幅資料，在適當的資料處理後，得到地殼和上地幔的地震波速度結構。

探測方法與信息處理

為了取得地殼和上地幔介質內的信息，往往在長几百公里，甚至上千公里的測線上安放幾十個到上百個流動台站(台站距 1～10公里不等)。記錄系統有模擬磁帶記錄和數字磁帶記錄兩種。用此法可得到區域性的速度界面輪廓和較精確的折射波界面速度，後者可以用來作岩性對比。

近源垂直反射法

分炸藥源和非炸藥源兩種。非炸藥源有重錘、連續振動震源、氣爆源(氣槍)和電能震源。由於震源能量較小，只接收近源反射信號，所以測線排列較短(<10公里)，台站距較密(50～100米)。野外採用組合激發，組合接收，多次覆蓋的多道接收技術；用統計方法壓制無規則干擾波和規則干擾波，以獲得高信噪比和高解析度信號。經過數據處理，獲得速度界面形態，斷層產狀，板塊接觸形態和含油、氣地層形態等方面細結構信息。但是由於測線短，從資料分析(動校正)中要得到中、下地殼的速度結構是十分困難的。

海洋多道接收反射法

通常用氣槍組合激發。所使用的水中地震檢波器安裝在同船相連的一條拖纜上，並利用浮標浮在水下一定深處，測線長不超過4公里。一般來說，此法得到的資料比大陸上反射法得到的資料信噪比要高得多。它最嚴重的缺點是振動源能量太小，測線太短，因此限制了疊加速度適用的深度範圍。通常此法用於研究淺海海洋地殼結構，尤其是沉積盆地的構造。

海洋折射法

用同折射波法類似的長剖面進行洋底構造的研究。震源可有炸藥源或氣爆源。用洋底地震檢波器 (OBS)或聲吶浮標作接收儀器。近年來取得了海洋地殼、洋脊、海溝和島弧等地帶的詳細結構和速度分布，為板塊構造研究提供了重要的深部背景資料。

資料處理

預處理 除了改進激發、接收條件和記錄系統外，對已取得的資料必須進行時間域和空間域的濾波，經過各項校正作出記錄剖面圖。

震相的識別

這是人工源地震深部探測的關鍵。根據各震相的走時和振幅特徵，先用一維反演(如阻尼最小二乘法、x2-t2法、時間場法、TAU()法、最大深度法、近似法)和一維正演(如一維走時正演和理論地震圖計算)提出各個炮點所得到資料的一維速度結構；然后綜合這些一維速度模式，得到二維速度初始模型，進行二維射線追蹤和理論地震圖的計算，用試錯法得到該地區的二維速度結構。

必須指出，反演的結果不是唯一的，射線追蹤和理論地震圖的計算是限制這種不唯一性的最有效方法。

近源垂直反射資料在測線的不同位置上的法線反射時間的變化就反映了地下地層的構造特點。通常用靜校正、動校正、共深點道集疊加、偏移處理，得到時間剖面。

地質構造解釋 得到速度結構後，要進行地質構造解釋，進行地質構造運動史、地質動力學的分析和地殼、上地幔物理性質的分析，最後編制出該區的地質構造圖。

科研探索

應力監測為地震預報服務。減輕地質災害是地質科學的一項重要任務。中國科學院研究生院院士石耀霖認為，通過借鑑氣象預報的經驗，地震預報也應該是從基於前兆的經驗預報到基於物理機制的數值預報再到關鍵物理量應力預報。

他分析說，地震預報要搞數值預報，從技術上有5個關鍵環節：對物理規律的認識、解方程的能力、建立結構物性模型、初始條件和邊界條件。“我們不知道初始應力狀態，也無法計算絕對值。初始應力必須來自觀測，應力觀測系統必須有國家級的部署，地殼深部探測計畫應該發揮獨特的作用。”
歷經5年，該項目在青藏高原東南緣共建立了28個應力應變監測台站，初步構建了該地區局域地應力監測網路。監測數據通過網路實時傳輸至位於北京的地應力監測數據中心，積累了大量監測數據，為地震預測研究提供了寶貴的基礎資料。
新型壓磁應力監測技術和儀器設備，在北京平谷地應力監測台站記錄到日本3.11特大地震前後應力和水位的變化，為從地應力角度研究地震的孕育和發生提供了重要資料。