《地球實體學報》（ISSN：0001-5733）創刊于1948年，記載了大陸地球實體科學事業發展的光輝程序。本刊由中國科學院地質與地球實體研究所和中國地球實體學會聯合主辦，是有關地球實體科學的綜合性學術刊物。主要刊登固體地球實體、應用地球實體、空間地球實體和大氣、海洋地球實體以及與地球實體密切相關的交叉學科的研究論文。着重報道創新性研究成果。
《地球實體學報》是地學領域中具有代表性的期刊之一，已列入中國自然科學核心期刊。目前有多種著名國際檢索系統檢索本刊，如SCI、SA、CA、全俄科學情報研究所文摘雜志、日大學學技術文摘速報、世界譯文索引、烏利希國際期刊指南、水科學文摘、TULSA石油文摘、美國地質文摘、法國文獻通報等。國内有關檢索機構均收錄本刊，如《中國科技論文統計源資料庫》、《中國科學引文索引資料庫》等。
期刊目錄
精彩看點
空間實體學·大地測量學
01
羅陶榮等：基于Fortran語言的地球外輻射帶電子三維資料同化模組化
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開發地球電子輻射帶的資料同化模型，對于了解輻射帶電子的動态演化過程和輻射帶空間天氣預報具有重要意義。結合範阿倫衛星的輻射帶電子觀測資料和外輻射帶三維擴散模型，采用卡爾曼濾波算法，本文開發了基于Fortran語言的外輻射帶電子三維資料同化模型（Three-dimensional Data Assimilative Model of Outer Radiation belt Electrons，簡稱TDAMORE），實作對L*=3~7、能量範圍為0.1~5 MeV、投擲角範圍為5°~90°的外輻射帶電子時空變化過程的三維重構。通過對2018年8月期間外輻射帶電子通量演化過程的重構，證明TDAMORE模型可以較好地重制不同能量和不同投擲角電子通量在磁暴前後的演化特征。通過分析電子通量的觀測和同化結果之間的相關系數、平均誤差、平均絕對誤差和均方誤差，發現對于能量低于4 MeV的電子，觀測與同化結果之間的相關系數基本大于0.8且誤差相對較低。而對于更高能量的電子，觀測與同化結果之間的誤差相對較高，這可能是同化模型忽略了電磁離子回旋波對電子的散射損失導緻的。
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02
劉新銘等：數值研究太陽調制引發的銀河宇宙線正電子的各向異性
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能量低于30 GeV的銀河宇宙線正電子進入日球層時會與太陽風以及當機在其中的日球層磁場發生互相作用，太陽風對流、擴散、漂移的綜合調制效應會導緻銀河宇宙線正電子通量出現各向異性。本研究利用帕克（Parker）傳輸方程描述正電子在日球層中的傳輸過程，将日球層頂（120 AU）的局地星際能譜作為邊界條件，利用交替方向隐式方法（ADI）求解傳輸方程，計算銀河宇宙線正電子的通量，接着計算銀河宇宙線正電子的梯度，最後計算出0.01 GeV，0.1 GeV，1 GeV能量的正電子的極向各向異性和徑向各向異性。研究發現：（1）由于低能量正電子的漂移幾乎為0，是以極向各向異性僅由擴散決定，它的絕對值在日球層南北半球相同緯度上相等并且在黃道面處的值為0；高能量的正電子受到了漂移作用的影響，導緻極向各向異性在黃道面處的值不為0，南北半球相同緯度上的絕對值也不相等。（2）低能量正電子的徑向各向異性僅由擴散和對流決定；高能量正電子的徑向各向異性由擴散、對流、漂移三者共同決定。另外，黃道面處正電子的極向梯度為0，是以任何能量的正電子在此處的徑向各向異性也隻由擴散和對流決定；正電子在日球層高緯度地區由于擴散和漂移較大，進而具有較大的徑向各向異性。
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03
胡安洵等：大高加索山脈冰川反照率時空分布及與物質平衡的關系
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利用MOD10A1和MYD10A1冰雪反照率資料，分析了大高加索山脈地區加拉巴西冰川和德揚庫特冰川的反照率時空分布特征，并使用五種反照率聚合方法，對這兩條冰川2002—2019年夏季反照率與物質平衡關系開展相關性研究。結果表明，加拉巴西冰川和德揚庫特冰川反照率随年份增加而明顯減小，兩條冰川在夏季都出現了最低反照率，加拉巴西冰川在冬季出現最高反照率，而德揚庫特冰川則出現在春季；加拉巴西冰川夏季高海拔和低海拔區域的反照率差異較德揚庫特冰川更為明顯；兩條冰川夏季反照率均與夏季物質平衡表現出一定的正相關性，其中加拉巴西冰川的相關性更加顯著，使用平均最小反照率方法時兩者相關系數最大可達0.874（p＜0.05），德揚庫特冰川使用權重平均反照率方法時兩者相關系數最大為0.765（p＜0.05）。德揚庫特冰川反照率與物質平衡相關性較低的原因可能是坡向和低海拔導緻了其更易受暖濕氣流影響，冰川消融中短波輻射能占比較低，反照率對其消融的影響小。
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04
伍儀霖等：運用機器學習方法提取Sentinel-2影像烴微滲漏異常——以Marsel探區為例
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油氣藏的烴微滲漏是一種普遍存在的現象，遙感技術為油氣藏的烴微滲漏地表檢測提供了高效快捷的方法。傳統的基于烴微滲漏機理的方法通過檢測烴微滲漏引起的地表異常（植被、蝕變礦物等）響應以提取烴微滲漏位置，方法簡單，但多解性強。本文以哈薩克斯坦Marsel探區為研究對象，提出了一種基于機器學習的遙感影像烴微滲漏異常提取方法。首先以研究區地表微生物檢測結果為基礎制作訓練樣本，為了對比不同樣本學習結果，分别制作了斑塊樣本（patch sample）資料集和像元樣本（pixel sample）資料集，在此基礎上采用邏輯回歸、支援向量機、随機森林、LeNet、AlexNet、GoogLeNet、ResNet算法建構兩類資料集的學習模型。結果表明，對于經典機器學習算法，斑塊樣本最高準确率達0.833，像元樣本最高達0.771；對于深度學習算法，斑塊樣本最高達0.782，像元樣本最高達0.914。最後把這準确率最高的四種算法模型應用于哈薩克斯坦Marsel探區，并與地質地震資料進行對比，發現ResNet-18-1D對像元樣本的預測結果與地震地質分析資料的對應性最佳，且準确率達0.914，Kappa系數達0.892。
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05
胡文傑等：潮汐效應對沿海多條帶時序InSAR地表形變監測的影響中國大陸Lg波衰減成像
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潮汐效應對沿海大範圍、高精度的合成孔徑雷達幹涉測量（Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR）技術地表形變監測的影響不可忽略。潮汐效應中的固體潮（Solid Earth Tide，SET）位移和海洋潮汐負荷（Ocean Tide Loading，OTL）位移會在時間和空間域上對沿海大範圍InSAR地表形變監測産生分米級的誤差， 而且不同條帶中地表潮汐形變時空差異性會對多條帶InSAR影像拼接産生較大誤差。本文針對沿海地區多條帶InSAR形變時序，重點分析了潮汐效應在不同條帶InSAR地表沉降監測中的影響，并采用多種潮汐位移估計方法對多條帶地表潮汐形變進行改正。結果表明，研究區域不同條帶時序InSAR中地表潮汐形變具有較大的時空差異性，其造成沿海地區相鄰條帶時序InSAR地表沉降速率差異能達到1~2 cm·a-1；通過固體潮模型、海潮負荷模型或GPS參考站網海潮位移改正，能夠消除不同條帶中地表潮汐形變時空差異性對時序InSAR形變結果拼接産生的空間高階非線性誤差，彌補了傳統拼接方法在拟合潮汐位移偏差的不足。在大氣延遲誤差改正的基礎上，時序InSAR形變殘差的标準差（Standard Deviation，STD）由潮汐改正前的2.3 cm減少至0.75 cm；本文研究揭示了沿海地表潮汐形變改正對多條帶時序InSAR形變結果拼接的重要性，可大幅提高沿海地區廣域時序InSAR地表形變監測的精度。
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06
魏 娜等：顧及有效角動量與IGS超快解資料的極移預報方法
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極移高精度預報對衛星實時定軌、深空探測器導航等應用至關重要。本文提出了一種聯合有效角動量（Effective Angular Momentum，EAM）與國際全球衛星導航系統服務組織（International GNSS Service，IGS）提供的超快解資料進行極移預報的方法。該方法基于IGS超快解資料得到的極移第1天預報值，對引入EAM得到的極移預報結果進行校正，獲得聯合預報值。首先，基于LS（Least Squares）+AR（Auto-Regressive）模型實作了引入EAM的極移預報，相對國際地球自轉與參考系統服務組織（International Earth Rotation and Reference Systems Service，IERS）提供的公報A資料，在超短期（第1~10天）預報跨度可以得到更高精度的極移預報結果，其中大氣和海洋角動量發揮了主要作用。其次，鑒于IGS超快解資料精度高、更新快的特點，以IGS超快解為基礎資料，基于LS+AR模型可以得到極移第1天預報值，其精度顯著優于IERS公報A的極移第1天預報值。最後，利用第1天預報值對顧及有效角動量的預報結果進行校正獲得了聯合預報值，進一步提高了超短期極移預報精度（尤其是第1~5天）。2020年7月24日—2022年1月30日間的聯合預報結果表明：第1~20天的預報值總體優于IERS公報A的預報值。其中，第1~10天的預報精度顯著提升，在預報第1天，X、Y方向預報值相對公報A預報值的精度提升分别可達39.5％~62.3%和24.5%~51.9％；在預報第10天，相對公報A預報值的精度提升分别可達28.0%~28.9%和21.9%~23.4%。
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07
周 帥等：融合多源海洋大地測量資料的南海海底地形多層感覺機反演
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本文融合SIO（Scripps Institution of Oceanography）釋出的垂線偏差、重力異常和垂直重力梯度資料及NCEI（National Centers for Environmental Information）釋出的船載測深資料，利用多層感覺機神經網絡（Multi-Layer Perceptron，MLP）建立南海海域（108°E—121°E，6°N—23°N）分辨率為1'×1'的海底地形模型（MLP_Depth）。首先，将642716個船載測深控制點的位置資訊與周圍4'×4'格網點處的地球重力資訊（垂線偏差、重力異常、垂直重力梯度）作為輸入資料，将船載測深控制點處實測水深值作為輸出資料，訓練MLP神經網絡模型，訓練結束時決定系數R2為99%，平均絕對誤差MAE為39.33 m。然後，将研究區域内1'×1'格網正中心點處的輸入資料輸入于MLP模型中，可得格網正中心點處的預測海深值。最後，根據預測海深值建立研究區域範圍内分辨率為1'×1'的MLP_Depth模型。将MLP_Depth模型預測水深與160679個檢核點處實測水深對比，其內插補點的标準差STD（75.38 m）、平均絕對百分比誤差MAPE（5.89%）與平均絕對誤差MAE（42.91 m）皆優于GEBCO_2021模型、topo_23.1模型、ETOPO1模型與檢核點實測水深內插補點的STD（108.88 m、113.41 m、229.67 m）、MAPE（6.11%、6.94%、18.37%）與MAE（47.33 m、52.24 m、130.08 m）。同時，為了研究不同區域内利用該方法建立的海底地形模型的精度，本文在研究區域内分别建立了A、B區域的海底地形模型。經過驗證得：MLP_Depth_A、MLP_Depth_B相比于MLP_Depth模型具有更高的精度，更能反應海底地形的變化趨勢。
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地球動力學·地震學·地磁學
08
張 赓等：用鑽孔應變資料探測2011年日本Tohoku大地震激發的低頻地球環型自由振蕩及其譜峰分裂
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地震激發的地球自由振蕩中，環型自由振蕩（特别是低頻環型自由振蕩）的精确探測相比于球型自由振蕩更加困難。環型自由振蕩對SH波速度結構更加敏感，能更好地監測走滑斷層運動，是以精确估算環型自由振蕩的譜峰參數可為地球内部大尺度SH波速度結構和大地震的震源機制提供更強限制。本研究利用2011年日本Tohoku地震後四分量鑽孔應變儀的觀測資料，提取了該地震激發的1.3 mHz以下低頻環型和球型自由振蕩信号，與STS-1寬頻帶地震儀的結果相比較，發現四分量鑽孔應變儀對1 mHz以下的環型自由振蕩具有更強的探測能力。本研究還采用頻率域自回歸方法精确估計了0T2—0T6的簡并頻率，結果與PREM模型理論值相差非常小，平均相對誤差僅為2.52×10-4。此外還用鑽孔應變儀觀測資料探測到了0T2譜峰分裂現象。研究結果表明，鑽孔應變儀能有效探測到大地震激發的低頻地球環型自由振蕩信号，可為地幔大尺度各向異性結構研究提供高品質的基礎資料。
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09
朱成林等：工程降水對鑽孔應變的幹擾特征及幹擾機制研究
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抽水幹擾在鑽孔應變觀測中常見且影響顯著，為了能真實捕捉到地震前兆資訊，須對其幹擾機制進行研究。随着城市化程序，基坑工程及其伴随的工程降水逐漸增多，工程降水對鑽孔應變的幹擾比普通單井抽水幹擾更為嚴重。工程降水對鑽孔應變觀測有何幹擾特征、幹擾機制如何、幹擾資料能否修複等問題對地震異常的探測具有重要意義。本文基于萊陽體應變受到附近禦龍灣項目工程降水幹擾的觀測案例，研究了工程降水的幹擾特征，修複了幹擾畸變，通過數值模拟确定了幹擾機制。結果表明：（1）工程降水在幹擾體應變趨勢變化的基礎上疊加了方向明确、量級穩定的固體潮畸變，可以通過一階差分逆運算進行修複。修複固體潮畸變并扣除背景速率後，工程降水幹擾量級達-15.65×10-9/d；（2）通過建立基于集中載荷模型的網格算法，模拟出工程降水在體應變異常初期和後期分别産生6.61×109 N和1.73×1010 N的集中力載荷，幹擾量級明顯大于常見的單井抽水幹擾，壓性幹擾集中于體應變儀與抽水井連線的垂直方向；（3）通過固體潮畸變特征及力學機制分析确定了工程降水造成固體潮畸變的幹擾機制為“抽水引起壓性趨勢下降—抽水暫停引起張性台階上升—抽水引起壓性趨勢下降”周期行為，固體潮畸變時間間隔（頻次）和鑽孔水位之間呈顯著同步特征，線性系數為0.737。
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10
寇華東等：雲南賓川盆地及周邊地震波走時的季節性變化和可能的實體機制
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基于背景噪聲自相關方法，本文計算了雲南賓川盆地及周邊區域地震波在四個頻段的相對走時變化（dt/t），發現存在比較顯著的年變和半年變特征，最大變化幅度從0.1~0.2 Hz（7 km左右深度最敏感）的±0.8%逐漸降低至1.0~2.0 Hz（對應1 km以淺媒體）的±0.05%。噪聲源季節性變化可能是dt/t周期性起伏的一個潛在因素，但雨水和溫度與其有更直接的關聯性。其中雨水滲透産生的媒體孔隙壓變化是年變和半年變的重要貢獻因素；而溫度起伏産生的媒體熱力學形變，主要對一定深度範圍（3 km左右最敏感）的媒體有明顯的年變影響。不同頻段走時變化存在幅度差異和不同步，可能和各頻段敏感核的深度範圍以及水與熱力學形變從地表向深部滲透/傳播過程有關。研究表明，環境因素對地下媒體的地震波走時有較為顯著的影響，區分出它們的貢獻，才能更可靠地評估地震構造應力或人文生态環境的變化。
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11
潘 陽等：全球非均勻模型中的遠震走時層析成像
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遠震走時層析成像是研究地球内部結構的重要工具。通常，遠震走時層析成像使用一維地球參考模型計算研究區域外地震射線。由于地球存在廣泛非均勻結構，傳統遠震走時層析成像在計算射線時忽略了研究區域外非均勻結構對射線的影響，最終導緻對研究區域内的成像結果産生影響。為了減小模型外地球非均勻結構對遠震走時層析成像的影響，本文利用迎風差分格式數值求解程函方程，得到全球非均勻模型中的遠震射線，以此為基礎發展了基于全球非均勻模型的遠震走時成像方法。為了檢驗本文成像方法提升成像精度的有效性，選取青藏高原東北緣為研究對象。合成測試和實際資料成像結果顯示，在考慮地球非均勻結構以後，成像結果更精确，結果展現更多成像細節。
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12
李鑫月等：近震體波走時與重力聯合反演華北地區地殼上地幔頂部P波速度結構
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華北是克拉通破壞的典型案例，也是陸内強震活動最為強烈、頻繁的地區之一，對該區殼幔速度結構進行研究，可為深化認識克拉通的形成演化、闆内強震與火山發生機理等研究提供重要的深部限制。利用202個固定台站、360個流動台站所記錄到的天然地震事件P波資料和實測布格重力異常，采用近震體波走時與重力聯合反演方法獲得了地殼、上地幔頂部P波速度結構。重力資料的引入不僅對殼幔結構進行了更合理的限制，而且有效提高了淺層和邊緣射線分布稀疏區的成像能力。聯合成像結果顯示，鄂爾多斯地塊和華北平原淺層表現為明顯的低速異常，可能與其存在厚的松軟沉積層有關；鄂爾多斯東部上地殼存在明顯的P波高速異常，推測該高速異常與古元古代孔茲岩帶的形成有關。大同火山區15~25 km和25~40 km表現為明顯的低速異常，且這兩個低速層是連通的，推測與地幔熱物質上湧導緻的多期次岩漿侵位有關。三河—平谷8.0級地震和邢台7.2級地震震源都位于脆性的上地殼，均下伏低速異常，推測在區域動力環境加載作用下，韌性的殼内蠕變導緻脆性上地殼岩石中彈性應變能的局部積累，進而引起地震的發生。
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13
高占永等：基于短周期密集台陣的廣州—佛山地區地殼淺部三維S波速度結構研究
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廣州—佛山地區位于珠三角經濟區的核心地帶，三條區域性斷裂從中交錯穿過。廣州—佛山地區精細的地殼淺部三維S波速度結構，對于研究區内的城市規劃建設、地震災害評估、強地面運動模拟等具有重要意義。本文利用布設于廣州—佛山地區短周期密集地震台陣中的1104個台站記錄到的連續波形資料，采用背景噪聲互相關方法計算了台站對間的互相關函數并進一步提取到周期範圍在0.1~5 s内的39488條高品質面波群速度頻散曲線，然後通過基于射線追蹤的面波直接反演方法計算得到了研究區内0.3~3 km深度的高分辨率三維S波速度結構。結果顯示：研究區内地殼淺部S波速度橫向差異顯著，其中南部的珠江三角洲斷陷盆地S波速度結構相對較為複雜，而北部的廣花盆地内部S波速度結構則表現相對簡單。研究區内的低速異常主要位于斷裂附近，且大都位于斷裂的下降盤。珠江三角洲内三水盆地東緣表現為馬鞍狀低速異常，向下最大延伸至2 km，低速體南北兩側邊界與控盆斷裂位置基本一緻。廣花盆地内部存在兩個平行排列的高速異常，中間夾持一平行構造走向的低速異常，總體速度結構特征符合廣花盆地為一複式向斜的地質構造背景。低速異常向下延伸至1.4 km深度處，可能訓示了卷入向斜地層的最大埋深。沿廣州—從化斷裂發育條帶狀低速異常，與沿斷裂形成的沉積地層有關。條帶狀異常在淺部分為兩段，表明廣州—從化斷裂在曆史上可能具有分段活動性。玉帶公園周圍被高速異常環繞，異常向上延伸至距地表約1.3 km處，結合研究區已有資料推測該高速異常可能為早期岩漿侵入在地殼淺部的反映。
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14
張建勇等：2022—2023年四川泸定MS6.8、MS5.0和MS5.6地震序列的發震構造及成因
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四川泸定2022年9月5日發生MS6.8強震，随後10月22日和2023年1月26日又分别發生MS5.0和MS5.6強餘震，主震和兩次強餘震的震中相距僅幾公裡卻有着截然不同的震源機制解，是以，探究三者的發震構造、聯系及成因至關重要。本研究利用國家地震台網記錄到的這三次地震序列的連續波形資料及震相資料進行雙差重定位，并進一步采取CAP波形反演方法和P波初動極性反演方法獲得研究區ML2.5+的79個餘震震源機制解。結果顯示，主破裂沿鮮水河斷裂磨西段，破裂徹底，餘震活動性不高。沿主斷裂分布的餘震具有明顯的分段特征，斷層近直立且西北淺東南深。主震及磨西段大部分餘震均為走滑機制，是典型的印度—歐亞闆塊擠壓旋轉造成鮮水河走滑斷裂帶應力失穩觸發的強震活動。發生在貢嘎山地區的餘震是MS6.8主震觸發的震群活動，震級水準不高，分布彌散，并沒有觸發與主斷裂共轭的燕子溝、海螺溝和磨子溝次級斷裂，而是觸發了與主斷裂近平行的次級隐伏斷裂——貢嘎山斷裂。MS5.0和MS5.6兩次強餘震均發生在該次級隐伏斷裂上，斷層傾角40°~50°且震源深度較淺。貢嘎山地區拉張型地震活動明顯不同于走滑型為主的鮮水河斷裂帶，可能是印度—歐亞闆塊擠壓旋轉作用下貢嘎山快速隆升而地表快速剝離導緻局部因重力解除安裝而垮塌造成的，MS6.8主震有明顯的觸發作用。三次泸定強震的發生，釋放了磨西段及西側貢嘎山地區部分應力，但并未改變“Y”字形交彙區強震發生的可能性。
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莫麗桦等：2021年四川泸縣MS6.0地震震源參數研究
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2021年9月16日四川泸縣發生了有記載以來震級最大的地震（MS6.0）。為了認識該地震的發震機理，我們綜合使用近震和遠震波形資料精确測定了2021年泸縣地震及MS≥3.0餘震的機制解、深度、水準位置、破裂方向等震源參數。震源機制解結果顯示這些地震大多是逆沖型，伴有少量走滑成分，MS6.0地震質心深度為4 km，矩震級為MW5.25，兩個節面的走向角、傾角、滑移角分别為95°/47°/84°和283°/43°/96°；sPL和sP兩個震相的波形拟合結果表明其質心深度在5 km左右。我們還利用InSAR形變資料擷取了MS6.0地震的質心位置，然後利用面波到時差相對定位方法确定了其他地震的水準位置。基于經驗格林函數法得到MS6.0地震破裂方向大緻為北西西。2021年泸縣MS≥3.0地震質心深度在3~5 km，且質心震中位于頁岩氣開采注水井3 km以内，具體的發震機理還需要參考工業生産資料，通過岩石實體實驗和地質力學模拟來進一步研究。
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王同力等：2020年古冶MS5.1地震序列微震檢測及活動性研究
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2020年7月12日河北省古冶（39.78°N，118.44°E）發生MS5.1地震，震源深度10 km。本文通過對其周邊500 km範圍内的84個固定台站連續觀測地震資料，采用基于圖形處理器的模闆比對定位識别技術（GPU-M＆L）對地震前後（2020年6月1日至2020年8月31日）共三個月的連續資料進行了微震檢測和地震活動性分析。我們首先從台網目錄的362個古冶地震序列事件中挑選了信噪比較高的118個地震作為模闆，通過模闆掃描和檢測，獲得共1017個地震，約為台網目錄的2.8倍，然後運用雙差定位方法（hypoDD）對669個地震事件進行了重定位。最後我們對古冶地震的事件序列進行時空分布、震源機制解以及b值空間分布等分析。結果顯示古冶MS5.1地震前，震中區周邊地震活動性顯著，地震前後地震序列分布優勢方向為NE向，震源深度方向近直立分布；發震斷裂為唐山—古冶斷裂或其延伸部分，與1976年唐山MS7.8地震同為唐山斷裂帶，發震斷層走向基本一緻。據此，我們推測古冶MS5.1地震是1976年唐山MS7.8地震後餘震區應力調整所觸發。
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孫曉倩等：利用HVSR方法探測四川理縣西山村滑坡速度結構
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HVSR（Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio）是地震背景噪聲水準分量與垂直分量的頻譜比，常被用來探測起伏地形較小的淺地表速度結構。然而，高起伏地形下該方法的适用性還需要仔細研究。本文探讨利用HVSR方法探測四川理縣西山村滑坡的速度結構。我們首先将ENZ坐标系下三分量地震資料旋轉到垂直于地形自由面的LQT坐标系，分别計算了兩個坐标系下2 h地震背景噪聲資料的HVSR曲線，對比結果發現，LQT坐标系下三分量資料的HVSR峰值頻率更能反映地下結構資訊。然後，本文反演了29個台站LQT坐标系的HVSR曲線，獲得了滑坡體堆積物及基岩的一維S波速度結構。西山村滑坡體堆積物的S波速度範圍為50~1000 m·s-1，滑坡厚度23~130 m。滑坡體西側邊緣地下40 ~120 m 處存在10~20 m的低速層，表明該位置抗剪強度相對較弱，是潛在的滑動危險區域。對資料進行坐标系轉換後，HVSR方法能夠利用較短的觀測資料擷取可靠的滑坡體速度結構，為滑坡體積估算、脆弱位置識别、災害評估提供重要資訊。
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18
王 橋等：地中電偶極源極低頻電磁場的分布與傳播特征
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利用層狀大地中偶極源響應的正演算法，計算地中電偶極源激發的極低頻地震電磁場并分析其在地球環境下的傳播特征。設計了多個水準層狀地球模型，分别模拟和展示了深埋地中的電偶極源的響應和空間分布特征。重點分析了含地殼波導+LAI波導模型的高阻大地中，傾斜電偶極源激勵響應随觀測點的偏移距和垂直位置、激勵源深度、地殼波導結構和參數變化時各場量響應的幅頻特征。研究表明，用傾斜電偶極源模拟和分析高阻大地中孕震電磁輻射的響應及在大地電磁系統中的傳播特性是可行的；模拟的高阻大地中的電磁輻射在地殼波導和LAI波導中均表現有慢衰減或幅值增強特性，但兩個波導效應具有不同的頻率選擇性；高阻大地中的電磁輻射在波導的高阻媒體中具有幅值強、衰減慢的特點。建議在高阻地層出露的地表、井中或海底的高阻岩層中以及大氣層中布設測站。
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應用地球實體學
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王 潇等：三維TTI媒體qP波透射立體層析方法研究
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緻力于研究三維TTI媒體下的qP波立體層析反演算法。将射線擾動理論應用于三維具有傾斜對稱軸的橫向各向同性（TTI）媒體拟聲波程函方程，導出立體層析所需的三維TTI媒體qP波資料空間與三維TTI媒體模型空間之間的所有Frechét導數。在通過靈敏度測試驗證了相應Frechét導數對于三個各向異性THOMSEN參數的正确性之後，使用兩步法反演政策——即先使用坐标分量和射線參數水準分量（不包括走時）實施初始反演而後再使用所有資料空間分量進行反演，在三維qP波TTI媒體情形下針對三個各向異性THOMSEN參數可以獲得理想的反演結果，為三維qP波TTI媒體下透射立體層析的應用做好了理論準備。用一個典型的理論資料算例證明了上述觀點。
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張兆謙等：基于交錯網格有限差分算法的頁岩聲波各向異性校正方法研究
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頁岩具有層理發育的特征，這會引起強烈的聲波各向異性，導緻直井與水準井聲波測井資料之間差異明顯，是以在水準井儲層參數計算中無法直接應用基于直井的岩石實體解釋模型。為了解決這一問題，本文以頁岩波速各向異性實驗資料為基礎，引入交錯網格有限差分算法，首先在直井井孔模型中（VTI媒體）模拟了聲波的發射和接收，随後通過彈性系數矩陣的Bond變換，模拟了在井斜角不為0的情況下（TTI媒體）井孔中的聲場傳播，以任意井斜角與井斜角為0情況下縱波慢度內插補點相對值為縱坐标，以相對應的井斜角為橫坐标，建立起了縱波各向異性校正公式。模拟與應用結果表明：井孔中波形曲線與實軸積分法（RAI）得到的波形曲線一緻，同時利用慢度相似相關算法（STC）得到的地層縱波慢度與給定的實驗測量值吻合很好，在28種地層彈性參數的情況下，平均相對誤差為2.3%；縱波慢度內插補點相對值與井斜角關系曲線顯示，在井斜角小于30°的條件下，縱波慢度內插補點相對值變化較小，随着井斜角大于30°後，相對值變化增大，當井斜角為90°也就是水準井模式下，縱波慢度內插補點相對值達到最大。根據縱波各向異性校正公式，對水準井縱波曲線進行了慢度校正。利用縱波校正前後計算的水準井有效孔隙度與導眼井岩心分析有效孔隙度相對誤差分析表明，縱波校正後計算的有效孔隙度計算精度有了明顯的提高，證明了該方法具有非常好的應用效果，可用于頁岩水準井縱波慢度校正。
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戴永壽等：一種基于改進門控循環單元的疊前時變子波提取方法
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子波的精确提取是地震勘探後續反演與成像的前提，針對傳統時變子波提取方法受到的各類假設限制，且需分别提取子波振幅譜與相位譜的問題，本文提出了一種基于改進門控循環單元（GRU）網絡的疊前時變地震子波提取方法。根據實際疊前地震資料分布特征與非平穩性質，本方法首先建立非平穩地震記錄與添加随機噪聲的時變子波訓練資料集；為對提取出的時序特征進行拓展，提升傳統GRU網絡對長時序列的處理能力，本方法搭建起含多層GRU子產品與全連接配接神經網絡的改進門控循環單元網絡模型；利用建立的訓練資料集對網絡模型進行訓練使網絡具備提取時變子波的能力；為提高訓練效率與提取精度，本方法在訓練的反向傳播過程中應用自定義WaveLoss損失函數衡量誤差，最終實作疊前時變子波的估計。經合成資料仿真實驗與不同方法對比驗證，本文提出的疊前時變子波提取方法具有更高的準确度；經對中國西部不同地區實際疊前地震資料處理與反褶積驗證分析，該方法可有效提高目标區疊前地震剖面分辨率。
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楊 陽等：基于二維散射變換的湖相碳酸鹽岩儲層厚度預測方法研究
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濟陽坳陷沙四段湖相碳酸鹽岩受湖盆内沉積環境和構造運動等因素控制，儲層厚度變化大，非均質性強，油氣開發難度大。為了準确預測湖相碳酸鹽岩儲層的厚度，本文提出一種基于二維散射變換和随機森林的儲層厚度預測方法。首先，引入二維散射變換提取地震時頻屬性，該變換是在二維小波變換的基礎上，通過疊代小波分解和非線性操作來實作的。與傳統的二維小波變換對比，散射變換提取的時頻屬性具有局部形變穩定性以及對噪聲魯棒性的優點，有助于提高儲層厚度預測的準确率。在此基礎上，在有限測井資料的條件下，利用随機森林算法建立多尺度時頻屬性與測井解釋厚度之間的非線性關系，實作湖相碳酸鹽岩儲層預測。模型資料的預測結果表明，與基于傳統地震振幅屬性的厚度預測和基于二維小波變換的儲層厚度預測對比，本文所提的厚度預測方法具有最優的性能。疊後三維地震資料的預測結果表明，與基于傳統地震振幅屬性的厚度預測和基于二維小波變換的儲層厚度預測對比，本文所提方法的厚度預測結果與實際鑽井資料誤差更小，提高了儲層厚度預測的精度，清晰刻畫了灰礁、灰灘與灰泥等三種沉積亞相的空間展布，有利于後續井位部署和優化。
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徐彬森等：基于串行及并行多任務學習網絡的儲層參數評價研究
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選取基于串行還是并行多任務學習的儲層參數評價網絡模組化是近期湧現的一個問題。本文以中國西部某油田老區儲層參數試驗資料為基礎，對比20種不同的基礎神經元子產品組成的多任務學習網絡的孔隙度、飽和度和滲透率評價結果，據此提出模型選擇政策：确定系數為評價名額，選擇串行而不是并行結構網絡模型的條件為模型參數量小于1000的參考值；模型參數量大于1000時，串行多任務網絡不如并行多任務網絡。當平均絕對誤差為評價名額時，選取串行多任務的前提是模型參數量小于10000的參考值。模型參數量大于10000時，串行和并行多任務網絡結果具有一定相似性。如果平均絕對誤差和模型參數量均在允許範圍内，兩種架構網絡均可行。本文旨在為後續不同類型多任務學習網絡架構模型設計及應用提供支援。
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趙廣東等：基于L1+L2混合範數頻域三維重力場反演方法
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三維重力反演被廣泛應用于礦産資源勘探和深部密度結構研究，然而傳統空間域三維重力場反演方法存在着深度分辨率低、多解性強和計算效率低的問題，影響了地質解釋的準确性和可信度。本文針對上述不足，提出基于混合範數正則化限制的頻域三維重力場反演方法。首先建構基于深度權重和L1+L2混合範數的模型目标函數。并在反演疊代過程中，采用頻域三維重力場正演方法更新模型，将傳統空間域三維重力場反演中稠密雅可比矩陣的存儲和計算等問題轉化為頻域正演，大幅度降低記憶體占用。此外使用高精度高斯型數值積分代替傳統快速傅裡葉變換（Fast Fourier Transform，FFT）算法中的矩形積分，以保證頻域正演方法的計算精度。模型試驗表明，相比于傳統空間域基于L2範數光滑限制反演方法以及基于L1範數聚焦反演方法，本文反演方法能有效降低三維重力反演的“趨膚效應”和拖尾現象，能恢複出更複雜地質模型，且反演結果更接近真實模型。最後将該方法應用到加拿大魁北克省諾蘭達市的Mobrun硫化物礦體三維密度成像，結果顯示該礦體深度範圍約15~170 m，與前人鑽井資料所得深度範圍一緻，證明了方法的有效性。
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胡雙貴等：利用重力梯度張量等位面曲率的地質體定位
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針對重力梯度張量曲率的研究，前人的工作主要集中在重力張量曲率的解釋及邊緣檢測中，幾乎沒有涉及到地下密度異常體的定位。本文結合重力矢量和重力梯度張量提出了一套基于重力梯度張量等位面曲率的地下密度異常體位置估計政策。首先，從重力梯度張量等位面曲率的基本定義出發，計算重力梯度張量等位面曲率。然後，通過尋找球面或圓形等位面的重力梯度張量曲率，提出了利用最大主曲率定位地下密度異常體位置的源參數估計方法，并詳細推導了估計3D球體（質點）和2D水準線源位置資訊的解析表達式。再者，針對噪聲和多源存在的情況，提出了一套利用重力梯度張量等位面曲率獲得密度異常體位置資訊的穩健估計流程，并利用模糊C均值聚類算法進一步确定地下密度異常體的中心位置。最後，通過理論模型測試和文頓鹽丘實測航空重力梯度資料測試，驗證了本文算法的可行性和可靠性。結果表明：在滿足曲率半徑定義條件的情況下，本文所提出的源參數估計方法可以定位單個或多個地下3D和2D密度異常體的空間位置，具有較好的穩健性和抗噪能力。該方法拓展了重力梯度張量曲率的應用範圍，可為重力梯度張量的三維反演工作提供先驗的空間位置資訊。
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陶夢麗等：基于多尺度有限元法的頻率域航空電磁三維正演研究
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正演模拟是電磁資料反演的基礎，其計算速度與精度一直是制約電磁反演的兩大核心問題。在三維電磁正反演中，傳統方法通過加密網格或增加插值基函數階數提高計算精度，但由此也降低了計算效率，制約了三維電磁反演的實用化。是以，如何實作大尺度模型高精度快速正演是目前電磁三維正反演中亟需解決的問題。本文将多尺度有限元法應用到麥克斯韋方程求解中。我們首先在粗網格尺度上建構滿足局部特性微分算子的多尺度基函數，進而在粗網格尺度上對原問題進行求解，通過建立粗細兩套網格間場的映射關系，在未知數較少的粗網格上實作電磁問題求解之後，利用粗細兩套網格間場的映射關系擷取細網格上電磁場響應，由此可以在保證計算精度前提下快速擷取不同尺度電磁場正演響應，計算速度得到很大提高。此外，本文還基于八叉樹思想進行網格優化，進一步改善三維正演效率。我們通過對典型地電結構進行多尺度有限元正演模拟并與傳統有限元結果對比驗證算法的有效性。最後，我們通過模拟加拿大Voisey's Bay卵形體鎳銅硫化礦區航空電磁響應以檢驗本文算法模拟地下複雜異常體的能力。
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楊永友等：基于MEMS陀螺的高溫随鑽定向測斜儀研究
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針對油氣井測量時所面臨的小孔徑、超深井、溫度範圍廣、溫度變化率高、工作時間長等挑戰，研究了基于MEMS陀螺儀的定向測斜儀，設計了MEMS陀螺定向測斜儀軟硬體系統。為確定該環境下的測量精度提出了一種動态溫度補償方案，并采用基于小波濾波多尺度分析的方法對動态溫變環境下陀螺輸出信号進行去噪濾波處理，以實作定向測斜儀系統的測量精度。論文給出了定向測斜儀硬體系統方案、定向測斜算法、小波多尺度濾波算法。測試結果表明：該系統在常溫和動态溫變環境下井斜方位角精度優于±2°，井斜角精度優于±0.1°，工作溫度最高150℃，可适應大陸深層油氣井勘探開發的應用場景需求。
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THE
END
排版：徐冰冰 （中科院地質地球所）
校對：邱梓惠（中國科學技術大學地球和空間科學學院）