地震波层析成像反演方法及其研究综述

Ｅ３牛 建 娣 ． 国 天 然 气 市 场 供 需 状 况及 发 展 对 策 分 析 ［ ． 外 经 济 ３ 我 Ｄ］ 对 贸 易 大学 ，０ ７ ２０ ．
（０ ０ 提 出 了用 于 二 维 轴 对 称 非 均 匀 介 质 结 构 的 反 演 和 成 ２ ０）
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地 震 波 作 分 析 处 理 以 及 解 释 而 得 到 地 下 构 造 信 息 和 岩 性 信 玻 恩 迭 代 方 法 相 比 ， 收 敛 速 度 和 成 像 质 量 均 有 较 大 改 善 。 其 息 的 一 种 方 法 。在 整 个 地 震 勘 探 过 程 中 ， 确 的 求 取 地 震 ２ 地 震 勘 探 、 井 问 题 中 的 地 震 波 研 究 及 其 它 精 测 波 在 地 下 介 质 ｑ 的 传 播 速 度 ， 直 是 地 震 勘 探 的 核 心 问 题 １ 一 在 地 震 勘 探 和 测 井 方 面 ， 多 研 究 者 针 对 实 际 问题 ， 许 提 之 一 。尤 其 在 地 表 条 件 较 复 杂 的 区 域 表 速 度 的 横 向 剧 出 了新 的方 法 。沈 建 国 和 张 海 澜 （ ０ ０ 计 算 了 井 内 靠 近 井 地 ２０） 烈 变 化 会 严 重 影 响 中 深 层 目的 层 的 成 像 效 果 。近 地 表 速 度 壁 的 偏 心 声 源 激 发 的 声 场 ， 到 了在 井 壁 不 同 位 置 的 接 收 得
最 小 平 方 与 Ｑ 分 解 相 结 合 的 算 法 ， 三 维 空 间 重 建 近地 表 ３ 讨 论 和 结 论 Ｒ 在 低 降 速 带 速 度 模 型 。 同 时 ， 用 分 形 算 法 克 服 了 初 至 波 波 采 地 震 波 理 论 是 固 体 地 球 物 理 学 研 究 的 重 要 基 础 ． 震 地 形 差 异 以 及 折 射 波 相 位 反 转 导 致 的 拾 取 误 差 ， 现 丁 三 维 波 研 究 领 域 的 任 何 实 质 性 进 展 都 会 促 进 固体 地 球 物 理 学 的 实 初 至 拾 取 的 大 规 模 全 自动 化 运 算 李 录 明 等 （ ０ ０ 针 对 地 发 展 ． 过 去 的 ４ 里 ， 国 地 球 物 理 学 家 在 该 领 域 做 了 很 ２０ ） 在 年 中 震 勘 探 中 的 复 杂 地 表 问 题 ， 出 了 一 套 地 震 初 至 波 表 层 模 多 有 意义 的 研 究 工 作 ， 中 不 乏 创 新 性 的 理 论 工 作 ． 提 其 当前 地 型 层 析 反 演 方 法 ． 利 用 地 震 直 达 波 、 折 波 、 射 波 以 及 震 波 研 究 领 域 的重 要课 题 包 括 ： 它 回 折 三 者 组 合 的 初 至 波 和 层 析 反 演 方 法 具 有 的 纵 、 向 变 速 优 横 （） 杂 地 球 介 质 中地 震 波 激 发 与 传 播 理论 ； １复
要 途 径 。 近 几 年 来 ， 面 波 理 论 和 面 波 反 演 方 面 做 了 大 量 成 像 条 件 下 ， 实 现 叠 前 深 度 偏 移 成 像 。陈 生 昌 等 （ ０ １ 在 可 ２０） 工 作 陈 蔚 天 和 陈 晓 非 （ ０ １ 提 出 了 一 种 求 解 水 平 层 状 海 实 现 了一 种 基 于 拟 线 性 Ｂ ｒ 似 的 叠 张 海 明 等 ： 震 波 研 ２０ ） ｏ ｎ近 地 洋 一地球模型 中面 波振 型 问题 的 新算 法 ， 简 洁 、 效 ， 它 高 彻 究 前 深 度 偏 移 方 法 ， 大 了 拟 线 性 Ｂ ｒ 扩 ｏｎ近 似 的 应 用 范 围 ，
中图分类号 ： Ｂ Ｔ
‘
，
文献标 识码 Ｉ Ａ
文 章 编 号 ：６ ２３ ９ （０ ０ １—３ ８０ １ ７— １ ８ ２ １ ） ３０ ６ —１
地 震 勘 探 是 利 用 人 工 在 地 表 激 发 和 接 收 地 震 波 ， 列 再
像 的 一 种 新 的 反 演 迭 代 方 法 变 分 玻 恩 迭 代 方 法 ． 传 统 的 与
Ｎｏ １ ２ １ ． ３， ０ ０
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现 代 商 贸 工业 ｄ ｒ ｕｉｅｓ ｒｄ ｎ ｕｔ ｅｎＢ ｓ ｓ Ｔ ａ ｅＩｄ ｓ ｙ ｎ ｒ
２ １ 年第 １ ００ ３期
地 震 波 层析 成像 反演 方 法及 其 研 究 综 述
冯 微
（ 江大学物理科 学与技术 学院， 北 荆 州 ４４ ２） 长 湖 ３ ０ ５
［］刘 英 祥 ． 国 天 然 气 价 格 与 天 然 气 发 展 问题 研 究 ［－ 企 业 经 济 ， ２ 我 －］ ｊ．
２ ０ ． ０ ９
参 考 文 献
线 性 地 震 波 形 反 演 问 题 ， 方 法 和 已 有 的 简 单 迭 代 法 及 多 此
重 网 格 法 比 较 表 明 ， 方 法 更 为 有 效 。 杨 峰 和 聂 在 平 此
近年来 ， 非线性反演 越来越 受到 重视 ， 多研 究 者把新 许 的最 优 化 理 论 引 入 地 震 学 反 演 中 。孟 洪 鹰 和 刘 贵 忠 （９ ９ ［］周 庆 凡 ． 国天 然 气 发 展 前 景 广 阔 ［］ 中 国石 化 ，０ ９ １９） １ 我 Ｊ． 反 演 的 小 波 变 换 方 法 。列 于 一 维 非
１ 地 震 面 波 及 波 形 反 演
题 ， 玖 兵 等 （０ １ 提 出 一 种 基 于 共 炮 道 集 的 优 化 系 数 的 程 ２０ ）
利 用 面 波 进 行 结 构 反 演 一 直 是 了 解 地 球 介 质 结 构 的 重 傍轴近似方 程叠前 深度 偏 移 算子 ， 基 于反 射 系数估 算 的 在
播 特 性 及 相 互 关 系 ， 及 地 表 下 低 速 层 介 质 的 位 置 、 度 及 用 叠 前 深 度 域 地 震 成 像 对 速 度 模 型 变 化 的 敏 感 性 ， 用 偏 以 厚 采 其 它 参 数 对 “ ” 形 频 散 曲 线 的 相 互 影 响 ． 面 波 反 演 理 移 迭 代 逐 次 逼 近 最 佳 成 像 速 度 ， 究 开 发 了 一 套 快 捷 有 效 之 字 在 研 论 方 面 ， 良保 等 （０ １通 过 保 角 变 换 ， 面 波 群 速 度 的 反 朱 ｇ０） 把
势， 实现适 应速度任意 变化的复杂表层 模型反演 。 在利用远震体 波接收 函数反 演地 下结 构方 面 。钱 辉等
（ ） 效 计 算 三 维 介 质 中地 震 波传 播 的 数 值 方 法 ； ２高
（ ） 用 先 进 的 地 震 波 数 值 模 拟 方 法 ， 展 设 定 地 震 与 ３利 开 （０ １对 接收 函数 反演 地 壳结 构速 度 的算 法 作 了 分析 ， ２０） 使 强地 面运动 的数 值模 拟 研 究 ， 精细 的地 震 危险 分析 与 预 为 之 适 应 正 演 参 数 的 变 化 ， 利 用 天 然 地 震 接 收 函 数 揭 示 了 测 奠 定 基 础 。 并 青藏 高原东部 地壳结构 。
的 三 维 叠 前 深 度 偏 移 深 度 域 速 度 模 型 建 立 技 术 。顾 汉 明 等 ２０） 解 演变成 了球谐 系数 的线性 化反 演 ， 其计 算速 度快 ， 使 等值线 （０ ２ 在 频率 一波数 域 中采用 解析 法 ， 出多 层 条件 下海 光滑 ， 造界 限清 晰 。众 多研 究 者根 据从 面 波 资 料求 出 的 底实 测 的 多 分 量 地 震 数 据 分 解 成 上 行 和 下 行 Ｐ波 和 Ｓ波 的 构 向结构差 异的广泛存在 。 Ｒ ＶＡ） 的递 推 计 算 公 式 。金 胜 汶 等 （０ ２ 给 出 了 一 种 高 效 ２０）
底 消除 了高频 情况下数值计 算 的精度 失真 问题 。张碧 星等 使其 能 够 适 应 更 强 的 横 向 速 度 变 化 。张美 根 和 王 妙 月
（Ｏ ０ ２ ０ ） ２ ０ ，０ ２ 对瑞 利 波 勘 探 中 “ ” 形 频 散 曲 线 形 成 的 物 （０ １利 用有 限 元 法 和 最 小 走 时 射 线 追 踪 的 界 面 点 法 ， 之 字 ２０） 实 理 机 理 和 多 模 性 问 题 进 行 了 理 论 分 析 ， 究 了 诸 波 模 的 传 现 了 各 向 异 性 弹 性 波 的 叠 前 逆 时 偏 移 ． 志 德 等 （ ０ ２ 利 研 陈 ２０ ）
摘
要 ： 过 研 究 利 用 初 至 波 走 时 的层 析 反 演 方 法 建 立近 地 表 速 度 模 型 ， 供 近 地 表 地 下 介 质 的 速 度 信 息 ， 一 步 为 通 提 进
静 校 正 或 浅 层 工程 勘 探 服 务 。
关 键词 ： 速度 建 模 ； 析 成 像 ； 至 波 层 初
不 准 确 ， 会 直 接 影 响 到速 度 分 析 、 移 成 像 的 质 量 以及 静 波 形 ， 析 了 直 达 波 、 壁 反 射 波 、 波 、 波 和 面 波 在 这 些 将 偏 分 井 纵 横 校正 的精度等地震 勘探的各个环 节和最终 的勘探成果 。 波 形 中 的反 映 。为 了处 理 横 向强 变 速 介 质 中 的 深 度 成 像 问
频 散 曲线 ， 对不 同地区的地下 速度结 构作 了反 演 ， 示 了横 算 法 ， 出 海 底 各 层 地 震 反 射 系 数 随 入 射 角 变 化 （ 称 揭 导 简
根据走 时反演 地 下结 构是 获 取结 构 信 息 的经 典做 法 。 率 、 高精 度 的 炮 检 距 域 叠 前 深 度 偏 移 方 法 ， 得 到 各 个 不 同 并 刘伊克等 （０ １ 根 据 三维 地震 观 测 的初 至 走时 数 据 ， 用 照 射 角 下 的成 像 结 果 。 ２０） 利