论文部分内容阅读
海底地震仪（Ocean Bottom Seismometer，简称OBS）是一种将检波器直接放置在海底的地震观测系统，OBS探测实验已成为研究深部地震结构的有力手段，既可以用于主动源地震探测，也可以用于天然地震观测，所获得的数据不仅记录了丰富的地震纵波信息，还记载了来自深地壳的横波信息，这些宝贵资料在海洋壳、幔速度结构，板块俯冲带特征，洋盆演化动力学机制，海洋油气、天然气水合物等资源探测，地震活动性监测，以及地震、海啸预警研究等方面都有广泛的用途。OBS多分量地震数据资料处理技术的效果在以上应用中起着关键作用。由于目前尚未形成具有系统性、自主知识产权性，以及针对OBS数据的特点的一套数据处理平台，为推动多分量OBS地震数据纵横波地震勘探技术的系统化应用进程，本论文提出了一套OBS多分量地震资料处理的系统流程，并在以下几方面开展了重点研究并取得重要进展: (1) Monte-Carlo位置校正技术:以南海中央次海盆首次开展的三维海底地震仪探测试验为应用实例，利用直达水波走时信息，综合最小二乘法反演原理，并采用Monte-Carlo法模拟OBS降落海底的过程，完成了南海中央次海盆试验区39台OBS数据格式转换与位置校正工作;同时探讨了Monte-Carlo法应用于位置校正的精度问题。处理后数据显示珍贝-黄岩火山链下OBS综合剖面中记录到了多组清晰可靠的P波震相，如Pg、 PmP和Pn震相，为下一步南海中央次海盆的三维层析成像奠定了坚实数据基础。 (2) OBS多分量地震资料去噪技术:本论文根据大容量气枪震源特点，除了利用常规的带通滤波消除大部分随机干扰，用维纳滤波方法压制气枪水泡混响效应并突出后至震相等有效信号，还利用协方差矩阵极化滤波方法进行极化滤波，实现纵横波波场分离，有效地解决了地震波全波场在各分量混合的问题。 (3)水平分量坐标旋转技术中利用能量扫描法求取极化角:本论文设计了利用能量扫描原理求取极化角的程序算法，并加以计算机编程实现。能量扫描法即通过试算每一炮点所有的水平分量方位角的径向分量和切向分量能量值，以寻找到使径向分量能量最大、切向分量能量最小的极化角。对OBS实测数据的试验表明:该方法能更准确地获取极化角，这对转换横波的识别具有重要作用。 (4) OBS转换横波识别技术:以跨越南海西南次海盆南部陆缘和南沙地块中部的OBS973-1深地震测线的地震数据为基础，通过OBS973-1地震剖面垂直分量与径向分量上的纵横波走时对比、质点运动轨迹、及速度模型试算等手段进一步确定了转换横波震相的类别。在南沙地块OBS探测中成功地在10个台站中识别出了PgSs、PnSc、Pms等震相，不仅为下一步横波速度结构模拟提供坚实的数据基础，而且为今后OBS转换横波在其它地区的有效应用与推广提供了经验与借鉴。