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柴西狮子沟地区地震层析成像研究

作　者: 徐小明
导　师: 史大年
学　校: 中国地质科学院
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 柴达木盆地地震层析成像地震定位接收函数速度结构
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

柴达木盆地西部狮子沟地区是有利的油气富集带,但这里地质构造复杂,地表侵蚀强烈,地形起伏大,严重影响了地球物理勘探工作的开展。根据天然地震方法具有地震波信息丰富,受地表观测条件影响小,并且勘探成本低等优点,在国家油气办的资助下,中国地质科学院地质力学研究所首次在柴西狮子沟地区布设了流动地震台网。我们通过处理这些流动台站采集的地震数据,尝试应用地震层析成像等方法反演狮子沟地区的速度结构,为了解这里的地质构造特征提供资料,并试验所采用的方法在解决小尺度构造问题的有效性。本论文处理了2004年10月至2007年8月柴西狮子沟地区地震台站所连续观测的地震数据,应用双差分地震定位法对狮子沟地区内的微地震进行了精确定位,分别利用远震和近震层析成像方法反演了狮子沟地区的三维速度结构,还用接收函数成像方法进行了三条剖面的试验研究。这些研究结果揭示了柴西狮子沟地区的地质构造特征,为该区内的油气资源调查和评价提供了一些有用信息。双差分定位法是最近发展的相对定位法,文中概述了其基本原理,介绍了双差分定位法在柴西狮子沟地区微地震定位中的应用。对狮子沟地区内的微地震定位后,我们发现微地震分布与区内的断裂带具有一定的相关性;此外,这里的油田油井生产和注水等活动对微地震的诱发有着影响。在双差分定位结果中,数据的均方根残差平均值约为0.36s,水平和垂直方向的相对估算误差平均值都在0.15m左右。本次高精度的双差分定位结果揭示了狮子沟地区的地震活动性,有益于了解这里的地质构造特征。通过对所记录的地震数据分别截取远震和近震事件,并提取其体波到时,本论文应用ACH远震层析成像和双差分近震层析成像方法反演了柴西狮子沟地区的三维速度结构。成像结果表明:远震层析成像能够很好地揭示狮子沟地区构造背景的速度结构,在研究观测地区西南侧存在一近北西走向的低速异常体,并向北东方向插入,在低速异常体的北部、东北部和东部环绕着的是相对高速的异常,其走向和分布范围基本与狮子沟背斜构造相一致;近震层析成像能够反映狮子沟地区的一些局部构造特征,通过对P波、S波和V_P/V_S波速比的成像,揭示了区内异常体的展布规律,区内西南侧的低速异常体以40°左右的倾角向北东方向插入,并延伸到6km的深度,该低速异常的展布与微地震的震中分布具有对应关系,1.5—4km左右的深度内,研究区的东北侧还存在一向南西倾向的S波速度和V_p/V_S波速比较低的异常。接收函数成像试验给出了三条剖面上的成像结果,该方法可以显示台站下方速度界面和不均匀体的结构特征。接收函数成像的结果揭示了部分台站下方1.5km和3.5km深度上存在连续的转换界面。由此,我们推测研究区内地下1.5km和3.5km可能是重要的地层分界。本论文将地震层析成像和接收函数成像等方法尝试性地应用于柴西狮子沟地区,反演浅部速度结构,解决类似狮子沟构造这样的小尺度构造问题,取得了一定的实际效果。结果表明,地震层析成像方法能够较好地圈定研究区内的构造走向及其分布范围,接收函数成像方法也能够给出台站下方转换界面的一些特征。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 论文的选题依据和实际意义  10
  1.2 研究进展与现状  10-14
  1.3 论文研究内容  14-16
第二章柴西狮子沟地区微地震双差分定位  16-30
  2.1 地震活动性背景  16
  2.2 观测与数据  16-19
  2.3 地震定位  19-24
    2.3.1 常用的地震定位方法  19-23
    2.3.2 影响地震定位精度的因素  23-24
  2.4 双差分定位  24-28
    2.4.1 速度模型  24
    2.4.2 数据处理  24-25
    2.4.3 双差分定位结果与讨论  25-28
  2.5 小结  28-30
第三章柴西狮子沟地区地震层析成像研究  30-62
  3.1 研究背景  30-31
  3.2 地震观测与数据  31-32
  3.3 地震层析成像的基本原理  32-39
  3.4 柴西狮子沟地区的远震层析成像  39-47
    3.4.1 ACH方法  40-41
    3.4.2 数据处理与分析  41-43
    3.4.3 初始模型与反演参数  43-45
    3.4.4 ACH层析成像的结果与讨论  45-47
  3.5 柴西狮子沟地区的近震层析成像  47-59
    3.5.1 双差分层析成像方法  47-49
    3.5.2 数据处理  49-53
    3.5.3 初始模型选择与分析  53-54
    3.5.4 双差分层析成像的结果与讨论  54-59
  3.6 小结  59-62
第四章柴西狮子沟地区接收函数成像试验研究  62-74
  4.1 接收函数成像方法  62-66
    4.1.1 基本原理  62-64
    4.1.2 接收函数成像结果的准确性  64-66
  4.2 接收函数成像的数据处理与参数选择  66-70
    4.2.1 数据处理  66-69
    4.2.2 参数选择  69-70
  4.3 接收函数成像的结果与讨论  70-73
  4.4 小结  73-74
第五章结论  74-76
  5.1 主要结论  74-75
  5.2 存在问题与展望  75-76
致谢  76-78
参考文献  78-85
个人简历  85

柴西狮子沟地区地震层析成像研究

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