發(fā)布時間：2020-12-04 08:55

　　在馬尼拉海溝俯沖帶前緣開展了二維海底地震儀（OBS）探測實驗,布置了一條東西走向的深地震測線——OBS2015-2。以該測線上的2個臺站（OBS04和OBS08）為例,闡述了此次實驗所用短周期國產(chǎn)OBS的數(shù)據(jù)處理流程。包括從原始數(shù)據(jù)到SAC格式、再到SEGY格式的轉(zhuǎn)換;同時包括炮點位置校正和OBS位置校正。數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明,OBS2015-2測線的數(shù)據(jù)質(zhì)量良好,綜合地震剖面顯示來自深部的震相（如Ps P、Pg、Pm P等）信息十分清晰。利用Rayinvr軟件正演試算,進(jìn)一步確認(rèn)了震相類型,特別是來自于輸入板塊莫霍面的反射震相非常豐富,為馬尼拉俯沖帶的輸入板塊地殼底界面的確定提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 

【文章來源】：熱帶海洋學(xué)報. 2017年02期 第60-69頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【圖文】：

馬尼拉海溝俯沖帶OBS2015-2測線位置與水深地形圖

劉思青等:馬尼拉海溝俯沖帶前緣(21°N)海底地震儀數(shù)據(jù)處理初步成果63圖2單道地震剖面(a)及單道地震剖面水深(藍(lán)色)與30″×30″精度全球水深數(shù)據(jù)(黃色)對比(b)Fig.2Single-channelseismicprofilealongOBS2015-2(a),andcontrastsonwaterdepthsextractedfromsingle-channelseismicprofile(inblue)andfromthe30″×30″globaltopographicdata(inyellow)(b)2.1原始數(shù)據(jù)處理原始RAW格式數(shù)據(jù)解編譯后將得到4個分量的波形數(shù)據(jù)(分別記為bhx、bhy、bhz、hyd),之后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到SAC格式的文件中。國產(chǎn)OBS記錄的地震數(shù)據(jù)約每11.65h存放一個數(shù)據(jù)文件,所以轉(zhuǎn)換成SAC格式后并不是整體的波形文件,而是被分割成多個文件。從班報記錄上讀取OBS2015-2測線開始放炮的時間為2015-08-14T01:52:29.23,結(jié)束放炮的時間為2015-08-15T01:42:13.616,所以只需將時間范圍內(nèi)有效的SAC格式數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。部分臺站記錄到的時間數(shù)據(jù)稍有重疊,導(dǎo)致無法拼接,此時需用CUT命令去掉重疊部分后再合并。OBS數(shù)據(jù)采集過程中一直保持連續(xù)記錄,直到把OBS回收釋放后才停止記錄,而只需要從放炮到地震波折射回來的相對時間及炮點與接收臺站的偏移距,此時就要用UKOOA對連續(xù)的SAC數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的裁截,之后編譯SAC2Y.C將裁截后的文件轉(zhuǎn)換成SEGY文件。SEGY文件可使用SU軟件進(jìn)行可視化處理,從而能夠了解數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞。實驗中所用到的氣槍信號主頻一般在4~8Hz范圍內(nèi),所以選取的濾波參數(shù)一般在3~10Hz(趙明輝等,2008)。為進(jìn)一步展示氣槍信號特征,以O(shè)BS04臺站為例,抽取第123~129炮氣槍信號信息進(jìn)行濾波前后地震信號對比(圖3a)。從圖3b中可以看出,未濾波前,OBS的背景噪音較大,頻率從0~30Hz都有分布;濾波后,噪音得到了較好的壓制,頻率以3~8Hz為主,氣槍信號顯著,信號間隔為80s。2.2炮點校正

64熱帶海洋學(xué)報Vol.36,No.2/Mar.,2017圖3OBS04臺站濾波前后SAC氣槍信號對比(a)及第126炮氣槍信號濾波前后頻譜圖(b)A為數(shù)字化振幅;第123~129炮SAC信號起始時間為2015-08-13T15:54:13.206Fig.3Shotsignalcontrastsbeforeandafterfiltering(a)andspectrumofthe126thshotsignalbeforeandafterfiltering(b).Aindicatesthedigitalamplitude.Theinitialtimeofthe123th129thshotsignalsis2015-08-13T15:54:13.206圖4炮點位置與OBS位置校正前后位置圖Fig.4ShotpointlocationsandOBSlocationsbeforeandafterrelocation較大偏差,影響模型的擬合;而直達(dá)水波震相Pw含有最簡單準(zhǔn)確的炮點至OBS時間-距離信息,所以利用Pw波來校正OBS位置。一般采用蒙特卡洛法來進(jìn)行OBS位置校正(圖5),該方法曾應(yīng)用于西南印度洋和南海中央海盆的OBS位置校正工作中(敖威等,2010;張莉等,2013)。以O(shè)BS04臺站為例(圖6),蒙特卡洛法位置校正法分為以下幾個步驟:①根據(jù)拾取的每個臺站SEGY地震記錄中的直達(dá)水波走時信息,利用二次曲線擬合直達(dá)水波走時,初步反演出海水的平均聲速Vw和OBS水深;②根據(jù)OBS投放點與回收點之間的位置關(guān)系,估計海流造成OBS的最大偏移距,以O(shè)BS回收點為中心、以偏移的最大距離為半徑圈定OBS可能著落的位置,在該范圍內(nèi)按照標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機產(chǎn)生數(shù)萬個點,使得搜索范圍被基本覆蓋,計算范圍內(nèi)每一個點與拾取炮點之間的直達(dá)水波走時,同時計算出其與觀測走時之間的均方根殘差RMS,最后找到最小RMS值所對應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)點A;③利用單道水深進(jìn)行深度控制,首先利用蒙特卡洛法搜索出位置A,在單道數(shù)據(jù)中找到最近點的水深值B,再以B為搜索中心進(jìn)行步驟②,直到計算結(jié)果滿足要求精度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2897317