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            三維地震探測

            人工地震三維探測成像技術簡介
             
                三維地震探測是利用人工震源激發的地震波在地下巖層中傳播的路徑、時間和波場,探測地下巖層的埋藏深度、形狀和速度結構等幾何和物理屬性,認識地下地質構造,進而發現隱伏斷裂、特殊地質構造如發震斷裂和孕震構造等地下結構的技術。與當代醫學廣泛使用的B超、彩超和CT等成像技術類似。
                三維地震探測技術是一項集物理學、地震學、數學、計算機科學和工程技術等為一體的綜合性應用技術,較之傳統的二維探測技術,能夠使地下目標的圖像更加清晰、位置預測更加可靠,是實現“地下清楚”目標的必經之路。
                由于三維地震探測能夠獲得海量的地下結構信息,成像分辨率高,能夠擺脫傳統二維地震探測的“一面之見”,地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、斷層等均可直接或間接反映出來。因此,三維地震探測技術應用最為廣泛的是資源能源勘探領域,是當前全球石油、天然氣、煤炭等地下天然礦產的主要勘探技術。我國發現的渤海灣南堡大油田、四川普光大氣田、塔里木盆地塔中Ⅰ號大氣田等,全要歸功于高精度的三維地震探測技術。
                此外,三維地震探測還廣泛應用于地震、火山、活動構造、大陸深部構造研究等領域。美國LARSE計劃、Earthscope計劃、加拿大LITHO計劃、歐洲CELEBRATION2000等大型科學計劃中均將三維地震探測作為探明地下結構,減輕災害的重要手段,此外,新西蘭和意大利將三維地震探測技術應用于火山的研究,澳大利亞開展了寬頻帶臺陣與三維人工源海陸綜合探測的工作,獲得了澳洲地殼上地幔精細結構。
            澳大利亞三維地震綜合探測觀測系統
             
            澳大利亞三維地震綜合探測成像結果
             
                物探中心是我國三維地震探測的先行者。早在1987年,物探中心即在唐山灤縣震區開展了三維地震透射試驗項目,獲取了震區上地殼三維精細結構。隨后物探中心先后在勝利油氣區、伽師強震群區、長白山天池火山區、海原大震區開展了三維地震探測,成為利用三維地震探測技術探明強震區及火山區地下結構的先行者,并在此過程中發展了一整套三維地震探測成像技術。進入新世紀,物探中心將三維地震探測技術應用于城市活斷層和水庫地震的研究,在銀川盆地、新豐江水庫三維探測中取得了良好的應用,繼續服務防震減災工作新領域。
             
             
            物探中心三維地震探測典型應用區域

             

                  

             

            物探中心三維地震探測典型應用成像結果
             
                2008年以來,物探中心自主創新與國外技術引進相結合,致力于成為我國三維地震探測的先鋒。2012年以來,在福建和浙江等區
               
            域開展了密集三維地震探測,獲得了探測區地殼上地幔精細結構。

             

            福建三維地震探測觀測系統
             

              

            福建三維地震探測獲得的界面與速度結構 

                福建及其近海地區地震構造探測是我國大陸迄今為止最為密集的區域尺度三維人工地震探測,也是物探中心首次將三維建模、反演與成像技術綜合應用于構建區域尺度三維地殼結構模型。三維地震探測技術在福建省的成功應用,表明物探中心已具備承擔大規模三維地震探測的能力,將密集三維地震探測技術推廣于防震減災研究與實踐的條件已經成熟。
             
            部分相關文獻:
            張先康,楊玉春,趙平,等,唐山灤縣震區的三維地震透射研究—中、上地殼速度層析成像,地球物理學報,1994,37(6):759~766.
            張先康,楊卓欣,楊玉春,等,地殼三維結構的層析成像方法—爆炸和地震資料的聯合反演,地震學報,1995,17(4):422~431.
            張先康,張成科,趙金仁,等,長白山天池火山區巖漿系統深部結構的深地震測深研究,地震學報,2002,24(2):135~143.
            王夫運,張先康,陳棋福,等,北京地區上地殼三維細結構層析成像,地球物理學報,2005,48(2):359-366.
            田曉峰,張先康,楊卓欣,等,反射波走時高階多項式擬合在三維地震透射中的應用,地球物理學進展,2007,22(3):913~918.
            段永紅,張先康,方盛明,華北地區上部地殼結構的三維有限差分層析成像,2002,45(3):362~369.
            趙金仁, 李松林, 張先康,等,青藏高原東北緣莫霍界面的三維空間構造特征,地球物理學報, 2005, 48( 1) : 78~85.
            趙金仁,張先康,楊卓欣,等,長白山天池火山區上地殼三維速度層析成像,地球物理學報,2003,46(6):796~802.
            楊卓欣,趙金仁,張先康,等,伽師強震群區上地殼三維速度層析成像,地震學報,2002,24(2):153~161.
            楊卓欣,張先康,趙金仁,等,長白山天池火山區三維地殼結構層析成像,地球物理學報,2005,48(1):107~115.
            楊卓欣,段永紅,王夫運,等,銀川盆地深地震斷層的三維透射成像,地球物理學報,2009,52(8):2026~2034.
            楊卓欣,劉寶峰,王勤彩,等,新豐江庫區上地殼三維細結構層析成像,地球物理學報,2013,56(4):1177~1189.
            楊卓欣,趙金仁,張先康,等,華北莫霍面構造形態—深地震測深數據的三維反演,地震地質,2000,22(1):74~80.

             

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