《振幅、波形菲涅爾體地震層析成像方法與套用研究》是依託同濟大學，由劉玉柱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：振幅、波形菲涅爾體地震層析成像方法與套用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉玉柱
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
地震波具有一定的頻帶特徵，基於無限頻率假設的傳統射線層析成像方法只能.反演速度結構空間變化的低波數成份，導致反演精度不高，影響了對地球內部結構的深入認.識，也阻礙了對油氣儲層的精細識別。申請人在前期青年基金課題研究中對菲涅爾體地震層.析成像理論與方法，尤其是對走時菲涅爾體地震層析成像理論與方法，取得了很好的研究成.果。本項目擬在此研究基礎上，繼續進行振幅、波形菲涅爾體地震層析成像理論與套用研究，.並開發相應的透射菲涅爾體地震層析成像方法與反射菲涅爾體地震層析成像方法。方法的有.效性在理論模型上得到驗證以後再進行地震勘探中的表層速度結構反演，以期望獲得更加精.確的表層速度結構，進而解決複雜探區的表層校正問題。同時，將該方法套用於中國大陸深.部速度結構反演套用研究，以期望獲得更加精細的中國大陸深部速度結構，進而探討中國大.陸內部太平洋板塊俯衝、華北克拉通破壞與海南島地幔柱等局部地球動力學問題。
結題摘要
項目負責人在2009.1-2011.12期間負責了一項自然科學基金青年課題“初至波菲涅爾體地震層析成像理論、方法與套用研究”（40804023）。在那個課題中提出了菲涅爾體地震走時層析成像方法，理論模型和實際資料處理都取得了較傳統射線走時層析更好的反演效果，展示了菲涅爾體層析廣闊的套用前景。既然走時具有有限頻效應，振幅與波形同樣應該受有限頻效應的影響。因此，我們開展了“振幅、波形菲涅爾體地震層析成像方法與套用研究” 這一課題的研究。 本項目設定的研究內容包括：（1）振幅、波形菲涅爾體地震層析成像理論與方法；（2）基於全信息菲涅爾體地震層析成像的表層速度結構反演；（3）基於全信息菲涅爾體地震層析成像的中國大陸深部速度結構反演與地球動力學解釋。 經過項目成員四年的努力，順利完成了設定的研究內容，並取得了很多成果：（1）提出了一種改進的散射積分算法，並將這種算法套用于波形菲涅爾體地震層析成像（波形反演）。這種方法具有記憶體占用小、計算效率高等優點，同時可以實現多參數的解耦。因為，我們進一步提出了速度、密度、各向異性參數等同時層析成像反演的方法；（2）提出了基於散射積分法的高斯束初至波波形反演方法。這種方法利用初至波的波形信息進行反演，提高了表層建模精度。同時，該方法利用高斯束合成地震記錄，而無需波動方程的數值模擬，因此節省了很多計算量。採用散射積分法進行反演計算，進一步提高了計算效率，降低了記憶體占用量，方便了預條件的施加，使得該方法可以套用於實際資料處理；（3）為了給初至波波形反演提供一個較好的初始模型，我們提出了有效利用初至信息的偏移距加權地震層析成像方法，進而提高了走時層析對表層的建模精度。同時，將散射積分法套用於初至波走時層析中，記憶體占用量降低了一個數量級，使得走時層析方法可以套用於三維實際資料處理；（4）利用初至波形的互相關操作獲得頻率相關的走時信息，將散射積分算法套用於菲涅爾體層析，進而提出了非線性菲涅爾體波形互相關地震走時層析成像方法；（5）利用18年間的天然地震數據，採用非線性菲涅爾體地震波形互相關走時層析成像技術獲得了中國大陸及周邊的上地幔速度結構。結果表明，中國大陸上地幔在所有深度上都存在強烈的非均勻性。這種差異在中國大陸東、西部岩石圈的厚度上表現尤為突出。中國西部岩石圈厚度至少可以達到200 km，而東部岩石圈厚度則小於50 km。中國東部分布眾多地塊。
