专栏名称: 地球所研究生会

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学术期刊 | 《地球物理学进展》2017年 32卷 2期（上）

地球所研究生会 · 公众号 · · 2017-05-22 15:44

正文

固体地球物理及空间物理学

基于可公度法的华北地区6.0级地震趋势

曹凤娟, 翟丽娜, 张丽, 姜金征, 李梦莹, 张志宏

本文利用1900年以来华北地区MS≥6.0级地震资料，通过三元、四元、五元可公度计算，蝴蝶结构图和可公度结构系分析，对该区地震灾害的时间对称性进行了趋势判断.结果显示：华北地区2020年和2021年发生MS≥6.0级地震的信号较强，其中2020年比2021年发震的可能性更大.空间对称性和震中迁移特征研究发现，其空间迁移经纬向具有一定的同步性和对称性，纬向迁移的对称轴在北纬38.7度左右，经向迁移的对称轴在东经118.7度左右.由此判断，华北地区下次MS≥6.0级地震的发震地点向郯庐带和河北平原带交汇地区迁移的可能性较大，即渤海海峡及其附近地区.本研究可为华北地区地震大形势趋势判断提供参考和依据.

2001年11月14日昆仑山大地震的震前扰动信号源定位与分析

陈易平1, 倪四道2, 夏英杰2

昆仑山大地震（2001年11月14日）发生前三天，中国地震台网的多个台站都记录到了长周期的异常扰动信号.有研究认为昆仑山地震的震前扰动信号由玲玲台风产生，但是乌鲁木齐（WMQ）台站记录的扰动信号可能由慢地震事件引起；也有学者认为，WMQ台站的异常扰动信号与西亚的气旋活动有关.本文收集了中国台网及欧洲台站的数据.首先对昆仑山大地震前中国台网数据的分析，判断出WMQ台站扰动信号并非来源于玲玲台风；然后通过基于振幅衰减的格点搜索法对WMQ台站震前扰动信号进行定位，发现信号源位于波罗地海附近.针对WMQ台站异常扰动信号的频率分布特征，本文结合噪声互相关方法和单台法进行了深入分析，并利用美国国家环境预测中心的再分析数据探讨了异常扰动信号的产生机制.

全球以及区域电离层电子含量分布图的比较

丁敏杰1,2, 乔书波1, 张波2, 聂振华1,2

电离层延迟是空间大地测量数据处理中一项重要误差源.电离层延迟可以根据电子含量分布图（IM）以及映射函数模型计算得到.本文以IGS、JPL和NOAA提供的电子含量分布图为例，比较了这些电子含量分布图在给定台站的不同观测高度角穿刺点上的天顶电子含量，并比较了采用单层和双层球壳映射函数模型获得的斜路径电子含量.分析结果显示两种映射函数模型在计算斜路径的影响差别不大.JPL的天顶电子含量影响总要比IGS的大约3TECU左右，呈现出明显的系统差.NOAA与IGS的系统差则相对不明显，个别台站的差值较大.表明不同GPS数据分析中心获得的电子含量分布图模型存在一定的系统差，在实际运用中应考虑这些差异.

天然地震Lg波衰减研究进展及其在中国大陆地区的应用

何静1,2, 吴庆举2, 李永华2, 雷建设1

品质因子Q值的大小用于描述地震波的衰减程度.Lg波Q值反映了地壳介质的非弹性衰减特征.Lg波的Q值与地壳的速度异常、断层/裂隙和孔隙水、热状态、构造活动历史等有一定的相关性.研究Lg波Q值的横向分布特征是考察地壳横向不均匀性的一种颇为有效的途径.本文简述了Q值的定义、地震波衰减的机制，Lg波震相的特性及其应用，重点阐述了单台法，双台法以及反双台法/反双事件法等Lg波Q值测定方法、适用条件及范围，分析了这些方法的优缺点，总结了中国大陆及其邻区的Lg波Q值成像的研究成果.

大地电磁二维反演方法分析对比

康敏1, 胡祥云2, 康健3, 李德庆1

基于地球物理正则化反演理论，详细给出了目前常用的三种大地电磁（MT）二维反演方法——奥可姆法（OCCAM）、简化基奥可姆法（REBOCC）和非线性共轭梯度法（NLCG）的理论基础.设计了两个理论地电模型，一个是高、低阻体组合模型，另一个是断裂模型，使用这三种MT二维反演方法分别对TE极化模式、TM极化模式以及TE&TM极化模式响应数据进行了反演，对反演结果进行对比分析，考察了不同的反演方法以及不同的极化模式对反演结果的影响.研究结果表明：三种反演方法有各自的特点，使用不同的极化模式数据反演将会得到不同的反演效果.

多面体磁异常无解析奇点理论表达式

匡星涛, 朱晓颖, 杨海, 李靖

多面体磁异常表达式在二维磁数据拟合中具有重要作用，但已有的多面体磁异常表达式存在解析奇点，从而限制了其应用.本文基于磁荷面积分公式，对多面体磁异常表达式的奇点问题进行了讨论，指出了奇点存在的条件，并从磁荷面积分的基本表达式出发，推导出无奇点的多面体磁异常解析表达式.模型试验表明前人理论表达式存在奇点，并且随着多面体几何参数的变化奇点位置也随之改变，而本文推导出的表达式对于所有多面体模型均不存在奇点.另外，模型试验也说明对于斜面磁性层，本文推导的多面体模型相对于棱柱体模型其模拟真实模型的逼近程度更高、正演耗时更少，具有广泛应用前景.

用狭义相对论解析(光压)斥力相互作用

宋贯一

（光压）斥力相互作用是宋贯一（2012）提出的物质世界基本关系中的第五种自然力.本文利用爱因斯坦创立的侠义相对论对（光压）斥力相互作用进行解析得知，质能关系式揭示了斥力相互作用的能源本质，宇宙中恒星所具有的惯性质量为斥力相互作用的客观存在提供了巨大的能源贮藏.本文作者持此新的观点审视自然界，对（光压）斥力相互作用是恒星演化过程中必然产生的自然现象，对光为什么具有“波、粒”两象性，对当今天文学界猜想的“暗物质”、“暗能量”的本质，对（光压）斥力相互作用有关的斥力场与斥力波的性质，对宇宙大爆炸理论，对2016年2月11日，美国加州理工学院、麻省理工学院及“激光干涉引力波天文台”的研究人员当天在华盛顿举行记者会上宣布探测到的引力波等问题，都一一作出了新的见解.

行星会合指数与行星系质心的日心经度模型构建及数值模拟

孙威1,2,3, 王建1,3, 陈金如1,3, 孙丽4, 周葆华2, 刘复刚5

本文根据太阳系各行星运动参数构建了行星系日心经度运动学方程，利用行星系质心日心经度的变化规律探讨太阳绕太阳系质心运动的周期性规律.通过对行星系质心日心经度运动学方程进行数值模拟发现，太阳绕太阳系质心运动存在明显的11.5年的周期；同时对行星系日心经度运动学方程和行星会合指数运动学方程进行数值模拟，获得了太阳质心与太阳系质心相互运动的轨迹，数值模拟结果显示太阳与太阳系质心的相互运动轨迹具有11.5年的周期；同时，通过对1000年来太阳系质心与太阳本体位置关系的统计，发现太阳在绕太阳系质心运动过程中，太阳系质心位于太阳本体内的时间约占全程时间的三分之一.

大地电磁三维矢量有限元正演误差分析及其优化

王少博1, 李桐林1, 苏晓波2

利用基于六面体的矢量有限元法进行大地电磁正演模拟时，在电性变化剧烈的区域有可能因为网格剖分的不够细致，导致六面体单元中的场值无法通过十二条棱边的插值准确表达，从而形成误差.另外，由于有限元剖分网格不可能无限延伸，而大地电磁场的边界条件在无穷远处才能得到满足；所以不恰当的网格剖分策略可能造成数值模拟计算结果误差过大.本文研究了不同频率下误差产生的规律及原因，并提出了减小误差的方法.最后根据误差分析对正演过程进行了优化，即保证了计算精度又大大提高了正演速度.

可控源音频大地电磁法三维张量阻抗响应特征研究

谢茂笔1, 谭捍东1,2, 王堃鹏1, 郭长安1,3, 张志勇1, 李志强1

可控源音频大地电磁法（CSAMT）目前实际应用多以单个源采集标量数据为主，这种工作方式限制了CSAMT探测复杂地质构造的能力.随着CSAMT张量观测系统的推出和精细电法勘探的需求增多，CSAMT张量采集逐步受到重视.为了深化对CSAMT三维张量阻抗响应特征的认识，本文基于电场含源控制方程，采用交错网格有限差分法实现了CSAMT的三维正演算法；与二维CSAMT正演结果对比，验证了三维正演的正确性；设计了代表性三维地电模型，计算了标量和张量阻抗，对比和分析了标量和张量阻抗的响应特征.

附加GPS时序约束的GRACE陆地水储量反演

薛康, 瞿伟, 张勤, 安东东, 王栋, 张冰

利用GRACE重力卫星反演陆地地球物理变化信息时，通常需要对位系数进行截断和空间平均滤波等处理，这将导致监测信息较实际值“缩减”一定的比例，从而造成反演结果可信度降低.针对此，本文提出了一种附加GPS时序约束的GRACE反演陆地水文信息修正法.利用2003-2015年RL05_GRACE月重力场数据，选取前60阶采用扇形滤波与去相关滤波组合法，获得了加州区域由于陆地水储量及地表荷载变化引起的垂向形变时间序列，并利用同时间段多个GPS测站资料获得了同尺度U方向形变时间序列，采用时频分析技术对比分析了两类垂向形变时间序列的振幅与季节性特征，获取了GRACE位系数处理中存在的“缩减系数”，基于此修正并精化了GRACE反演水文变化信息，该信息能有效反映出研究区域较真实的陆地水文变化信息.

安徽霍山戴家院西周文化遗址含液化脉变形物质微观细结构

姚大全1, 沈小七1, 张小雷2, 杨源源1, 赵朋1, 郑海刚1

以梅山—龙河口断裂近侧安徽霍山戴家院遗址再发掘所揭示出的自然变形痕迹为主要研究对象，结合前期工作对比分析，识别编录其变形形态，分析其活动习性，定向采集含液化脉变形物质，在保持原态基础上进行微观分析.发现一系列丰富的微观变形组构和组合，如波浪状、流动构造和定向排列组构，有机颗粒悬浮等；脉体形态多种多样，见原地碎裂，弥漫性裂隙，在脉体及旁侧基质见先成纹层被扰动，被扭曲甚至被冲断，产生微破裂、穿切和揉皱等，多处显现流动-挤压-冲断递进变形过程，呈现丰富的微观变形细节.地震液化脉微观变形特征的提炼对液化脉多尺度的识别研究是有益的.

基于平行多裂隙模型美国沙漠峰地热田EGS开发数值模拟研究

翟海珍1,2, 苏正1, 凌璐璐1, 吴能友1

基于美国沙漠峰地热田地质背景，构建引入围岩的平行多裂隙概念模型对采热过程进行数值模拟研究，结果表明此模型开采沙漠峰热储层是可行的.当系统的循环流量为100 kg/s，换热单元体厚度为40 m时，热开采前20年产出温度为210℃，电功率为7.6 MW，50年内产出温度仅下降6.2%，产出温度和产能均符合EGS商业开发的要求.热储激发程度与产出温度、热储寿命呈正相关，并对下伏层围岩热开采呈正效应.裂隙宽度对产出温度影响不大.流量与产出温度及热储寿命呈负相关.

伊犁盆地南缘砂岩型铀矿航磁特征分析及信息增强

赵宁博, 付锦, 刘涛

为探讨伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿与航磁数据的内在联系，对盆地南缘蚀源区、地下水径流区、铀矿区和原生带的航磁数据进行了特征分析，总结了一套完整的铀成矿体系对应的航磁特征，认为铀矿通常位于磁场梯度带向宽缓磁场过渡的区间内，ΔT零值可作为由氧化带进入氧化-还原过渡带的标志之一.针对砂岩型铀矿的航磁特征，创新性地将化探领域应用较广的衬值滤波法移植到了航磁数据处理中，铀矿区的空间信息得到了大幅度增强，显示出良好的应用效果.

卫星重力梯度测量中星载重力梯度仪潜在测量精度研究

祝竺1, 白彦峥2,3, 段小春2, 廖鹤1, 赵艳彬1

目前卫星重力梯度测量精度主要受限于核心载荷重力梯度仪的噪声.要提高卫星重力梯度测量的精度，首先要发展更高精度的星载重力梯度仪.在该背景下，本文一方面针对已成功搭载GOCE卫星飞行的静电式重力梯度仪，基于静电控制的工作原理，探讨了静电式重力梯度仪测量精度的根本受限因素，分析表明，通过改进敏感探头的设计以及降低动态范围，静电重力梯度仪的极限测量分辨率可达0.3 mE/Hz1/2；另一方面，建议发展原子干涉型的星载重力梯度仪，在空间微重力环境下，其潜在测量灵敏度高达0.03 mE/Hz1/2，有望为未来完善50~100 km空间分辨率的全球重力场模型提供一种可能的技术途径.

应用地球物理学Ⅰ

地层水电阻率评价方法综述

白松涛1, 万金彬1, 杨锐祥2,3, 程道解1, 黄科1, 张宇昆1, 郭笑锴1, 黄娅1

随着油气资源勘探及开发难度加大，由陆相、高孔渗、均质、浅层逐渐过渡到海相、低孔渗、非常规、深层油气资源，其“复杂非均质”特性使得对地层流体特别是地层水及其导电特性评价尤为关键.利用试井分析数据可获得精确的地层水矿化度信息，但试井数据有限，不能获得每个储层的地层水矿化度及电阻率信息，且试井分析成本高、时间长，而测井曲线通过一定的理论计算公式能够提供地层水电阻率信息.在地层水特性分析的基础上，根据地层水电阻率评价技术研究进展，本文将其分为三种主要计算类型：水样分析评价方法、常规测井评价方法和成像及核磁测井评价方法，总结和讨论不同测井评价地层水电阻率的方法原理，并阐述其应用过程中的优势和不足，同时对地层水电阻率测井仪器国内外进展现状进行阐述.

激电和电磁效应对三维复电阻率正演结果的影响研究

曹金华, 李桐林, 刘永亮, 张镕哲

复电阻率法（CR）又称为频谱激电法（SIP），是一种重要的激电分支方法，在矿产勘查中应用非常广泛.然而，在实际的频谱激电野外观测资料中，总是会受到不同程度的电磁耦合效应的影响.因此，研究同时存在激发极化效应和电磁效应的复电阻率性质，对频谱激电法的实际数据处理具有一定的参考价值.本文首先在均匀半空间条件下，进行了复电阻率法的正演模拟.分析了频率、收发距的改变对视电阻率和视相位的影响.然后在有低阻异常体存在情况下，同时采用三维积分方程法和三维有限差分法，研究了不同条件下视电阻率和视相位的变化.最后，根据对正演模拟结果的分析，总结出不同程度的电磁耦合效应对视电阻率及视相位的影响规律，为准确分析异常提供了依据.

标量波Laplace-Fourier域有限差分正演模拟方法

陈浩, 吴国忱, 李美娟

正演是反演的基础，有效正确的正演差分格式可以保证反演结果的精度和效率.本文通过声波波动方程域间转换提出标量地震波Laplace-Fourier域数值模拟方法，并推导了同时引入衰减因子和频率的Laplace-Fourier域标量波方程的9点法有限差分格式和Laplace-Fourier域对应的加入PML（perfectly matched layer）吸收边界条件的差分格式，并通过模型试算验证了本文提出的Laplace-Fourier域正演方法的有效性和准确性，通过与时间域正演方法得到的地震记录比较，可以看出该方法能满足正演数值模拟的要求，为下一步进行Laplace-Fourier域标量波全波形反演奠定了基础.

复杂地表条件下的三维观测系统优化设计

陈中山, 张昭, 孟红星, 牛小军, 张灯亮

通常情况下常规观测系统主要考虑的是覆盖次数问题，对于地震勘探来说这还是远远不够.我们不仅要考虑覆盖次数问题，还要考虑很多其他问题，比如地表的复杂性、观测系统的方位角、偏移距、炮检距等问题，这就要求我们用软件直观的显示出来.最近几年有人提出砖墙式观测系统，本文结合某勘探区三维地震勘探实例分别对砖墙式观测系统和常规线束状观测系统进行了观测系统设计对比，通过对其方位角、炮检距等问题的分析，得出砖墙式观测系统在方位角、炮检距等方面明显要优于常规线束状观测系统，这为观测系统优化设计提供了依据.

变质岩潜山内幕裂缝表征及储层预测研究

程四洪1, 夏振宇1, 刘天琳2

变质岩潜山油气藏中地球物理特征分析是研究裂缝储层的前提，可靠而有效地综合利用测井资料与地震资料识别裂缝发育带不仅为变质岩油藏提供技术指导，还为该类油田高效勘探开发奠定基础.变质岩潜山储层内幕油气富集程度与裂缝发育密度直接相关，裂缝发育状况的不同致使双侧向、声波时差等表现出较为明显的差异性；高产井地震波场特征错断而杂乱，低产井则表现为强的连续反射轴；地震属性波阻抗差异性也较大，低阻抗的高产井与高阻抗的干井能较为明显区分.利用测井曲线的敏感性拟合裂缝特征曲线，采用绝对阻抗的量化差异勾画研究区裂缝发育带，对该类油气藏勘探及开发具有借鉴意义.

珠江口盆地陆丰A构造文昌组文五段砂体超覆线地震识别及预测

董政, 李熙盛, 侯月明

珠江口盆地陆丰A构造文昌组文五段储层类型主要为辫状河三角洲前缘砂体，为文昌组主要产油层段.该段储层横向变化大，非均质性强，因此准确识别砂体超覆边界对储量评价含油范围的圈定及后续油藏开发工作至关重要.研究区构造埋深大、断裂复杂，地震资料品质较差，深层反射能量弱，岩性组合特征多变，单一利用常规偏移地震剖面追踪解释进行砂体边界识别存在很大的不确定性.本次基于保幅纯波地震资料、钻测井资料及地质资料等，运用反射系数反演、阻抗反演、平面及剖面多属性综合分析等技术，对目的层砂体超覆边界进行了精细的识别与刻画工作，圈定了砂体边界，确定了含油范围，取得了良好效果，并对后期油田开发方案的制定和实施具有现实指导意义.

炮检距向量片技术在苏里格致密砂岩储层预测中的应用

古发明1, 李进步2,3, 邹新宁2,3, 付斌2,3

长期以来现行的窄方位处理技术在苏里格气田勘探开发中发挥了重要的作用，但是随着地震技术研究的深入，发现窄方位地震处理技术存在诸多问题，比如近中远炮检距振幅不均匀问题、难以进行真正意义上的方位各向异性处理问题等，这很大程度上制约了地震储层预测精度的进一步提高，而宽方位处理技术是改善或解决这些问题的有效方法.因此，在苏里格地区进行了宽方位处理技术的应用研究，主要针对苏里格地区地震资料覆盖次数低、观测系统不规则的特点，应用了一种炮检距向量片（OVT）技术，其主要实现过程包括：互换的OVT道集抽取，五维规则化处理、OVT域叠前时间偏移、OVG道集的处理等.应用结果表明OVT处理在振幅保真性、方位各向异性处理、采集脚印的压制方面有明显的优势，并将处理成果数据应用于致密砂岩储层预测中，其应用效果优于应用窄方位处理的数据.

致密油储层不同尺度、多重介质建模方法研究——以吉木萨尔凹陷芦草沟组上甜点为例

何伟1, 马世忠1, 袁江如2, 冉启全2, 袁大伟2, 李东亮3, 牛东亮1, 王浩1

致密油储层历经多重地质作用，储集体类型多样、尺度不一、分布离散、岩性混杂，常规建模不能有效刻画其内部复杂性.针对其发育不同尺度孔隙、复杂天然/人工缝网的特点，本文提出以致密砂岩储层微观孔隙结构表征、天然/人工裂缝的识别与描述技术为基础，集不同尺度孔隙、不同尺度天然/人工裂缝于一体的地质建模方法，即基于压汞资料，将孔隙型基质储层分级，相控随机模拟储层分布模型；以地震资料为主，结合蚂蚁体等技术，人机交互、确定性模拟大-中尺度天然裂缝；以测井解释小尺度、薄片鉴定微尺度天然裂缝为基础，地震参与随机模拟裂缝发育密度体，采用示性点过程法随机模拟小尺度与微尺度天然裂缝；以微地震资料为主，确定性加随机性综合模拟不同尺度人工压裂缝.以新疆吉木萨尔凹陷某油田开发先导试验区芦二段上甜点为例，按上述方法建立致密油藏模型，突出致密油藏特点，为数值模拟提供了高精度的多重介质油藏模拟静态模型.

孔、裂隙介质声学理论及其在油气识别应用中的新进展

黄琳

近年来发展的孔隙、裂隙介质弹性波动理论是孔隙介质声学的重要进展，提高了声学参数对岩石流体识别的灵敏度.岩石中裂隙的存在增大了岩石速度的频散程度.目前发展的孔、裂隙弹性波理论可较好地模拟实验室观测到的岩石频散和衰减特征.将此理论应用于非常规油气储层的油气识别可大大提高解释的可靠性.本文综述了孔隙介质声学及孔裂隙理论的研究现状，阐述了孔、裂隙介质弹性波的传播机理；通过模拟实验室超声测量的岩石声速验证了孔、裂隙弹性波理论的可靠性.将此理论应用于测井实际数据，反演得到了地层的流体性质，反演结果显示明显提高了识别流体性质的可靠性.

西藏桑日则黑色岩系构造热液型铅锌矿定位预测研究

焦彦杰, 梁生贤, 郭镜

学术期刊 | 《地球物理学进展》2017年 32卷 2期（上）

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