《地球物理学报》（ISSN：0001-5733）创刊于1948年，记载了大陆地球物理科学事业发展的光辉进程。本刊由中国科学院地质与地球物理研究所和中国地球物理学会联合主办，是有关地球物理科学的综合性学术刊物。主要刊登固体地球物理、应用地球物理、空间地球物理和大气、海洋地球物理以及与地球物理密切相关的交叉学科的研究论文。着重报道创新性研究成果。
《地球物理学报》是地学领域中具有代表性的期刊之一，已列入中国自然科学核心期刊。目前有多种著名国际检索系统检索本刊，如SCI、SA、CA、全俄科学情报研究所文摘杂志、日本科学技术文摘速报、世界译文索引、乌利希国际期刊指南、水科学文摘、TULSA石油文摘、美国地质文摘、法国文献通报等。国内有关检索机构均收录本刊，如《中国科技论文统计源数据库》、《中国科学引文索引数据库》等。
期刊目录
精彩看点
空间物理学·大地测量学
01
罗陶荣等：基于Fortran语言的地球外辐射带电子三维数据同化建模
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开发地球电子辐射带的数据同化模型，对于理解辐射带电子的动态演化过程和辐射带空间天气预报具有重要意义。结合范阿伦卫星的辐射带电子观测数据和外辐射带三维扩散模型，采用卡尔曼滤波算法，本文开发了基于Fortran语言的外辐射带电子三维数据同化模型（Three-dimensional Data Assimilative Model of Outer Radiation belt Electrons，简称TDAMORE），实现对L*=3~7、能量范围为0.1~5 MeV、投掷角范围为5°~90°的外辐射带电子时空变化过程的三维重构。通过对2018年8月期间外辐射带电子通量演化过程的重构，证实TDAMORE模型可以较好地重现不同能量和不同投掷角电子通量在磁暴前后的演化特征。通过分析电子通量的观测和同化结果之间的相关系数、平均误差、平均绝对误差和均方误差，发现对于能量低于4 MeV的电子，观测与同化结果之间的相关系数基本大于0.8且误差相对较低。而对于更高能量的电子，观测与同化结果之间的误差相对较高，这可能是同化模型忽略了电磁离子回旋波对电子的散射损失导致的。
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02
刘新铭等：数值研究太阳调制引发的银河宇宙线正电子的各向异性
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能量低于30 GeV的银河宇宙线正电子进入日球层时会与太阳风以及冻结在其中的日球层磁场发生相互作用，太阳风对流、扩散、漂移的综合调制效应会导致银河宇宙线正电子通量出现各向异性。本研究利用帕克（Parker）传输方程描述正电子在日球层中的传输过程，将日球层顶（120 AU）的局地星际能谱作为边界条件，利用交替方向隐式方法（ADI）求解传输方程，计算银河宇宙线正电子的通量，接着计算银河宇宙线正电子的梯度，最后计算出0.01 GeV，0.1 GeV，1 GeV能量的正电子的极向各向异性和径向各向异性。研究发现：（1）由于低能量正电子的漂移几乎为0，因此极向各向异性仅由扩散决定，它的绝对值在日球层南北半球相同纬度上相等并且在黄道面处的值为0；高能量的正电子受到了漂移作用的影响，导致极向各向异性在黄道面处的值不为0，南北半球相同纬度上的绝对值也不相等。（2）低能量正电子的径向各向异性仅由扩散和对流决定；高能量正电子的径向各向异性由扩散、对流、漂移三者共同决定。另外，黄道面处正电子的极向梯度为0，因此任何能量的正电子在此处的径向各向异性也只由扩散和对流决定；正电子在日球层高纬度地区由于扩散和漂移较大，从而具有较大的径向各向异性。
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03
胡安洵等：大高加索山脉冰川反照率时空分布及与物质平衡的关系
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利用MOD10A1和MYD10A1冰雪反照率数据，分析了大高加索山脉地区加拉巴西冰川和德扬库特冰川的反照率时空分布特征，并使用五种反照率聚合方法，对这两条冰川2002—2019年夏季反照率与物质平衡关系开展相关性研究。结果表明，加拉巴西冰川和德扬库特冰川反照率随年份增加而明显减小，两条冰川在夏季都出现了最低反照率，加拉巴西冰川在冬季出现最高反照率，而德扬库特冰川则出现在春季；加拉巴西冰川夏季高海拔和低海拔区域的反照率差异较德扬库特冰川更为明显；两条冰川夏季反照率均与夏季物质平衡表现出一定的正相关性，其中加拉巴西冰川的相关性更加显著，使用平均最小反照率方法时两者相关系数最大可达0.874（p＜0.05），德扬库特冰川使用加权平均反照率方法时两者相关系数最大为0.765（p＜0.05）。德扬库特冰川反照率与物质平衡相关性较低的原因可能是坡向和低海拔导致了其更易受暖湿气流影响，冰川消融中短波辐射能占比较低，反照率对其消融的影响小。
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04
伍仪霖等：运用机器学习方法提取Sentinel-2影像烃微渗漏异常——以Marsel探区为例
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油气藏的烃微渗漏是一种普遍存在的现象，遥感技术为油气藏的烃微渗漏地表检测提供了高效快捷的方法。传统的基于烃微渗漏机理的方法通过检测烃微渗漏引起的地表异常（植被、蚀变矿物等）响应以提取烃微渗漏位置，方法简单，但多解性强。本文以哈萨克斯坦Marsel探区为研究对象，提出了一种基于机器学习的遥感影像烃微渗漏异常提取方法。首先以研究区地表微生物检测结果为基础制作训练样本，为了对比不同样本学习结果，分别制作了斑块样本（patch sample）数据集和像元样本（pixel sample）数据集，在此基础上采用逻辑回归、支持向量机、随机森林、LeNet、AlexNet、GoogLeNet、ResNet算法构建两类数据集的学习模型。结果表明，对于经典机器学习算法，斑块样本最高准确率达0.833，像元样本最高达0.771；对于深度学习算法，斑块样本最高达0.782，像元样本最高达0.914。最后把这准确率最高的四种算法模型应用于哈萨克斯坦Marsel探区，并与地质地震资料进行对比，发现ResNet-18-1D对像元样本的预测结果与地震地质分析资料的对应性最佳，且准确率达0.914，Kappa系数达0.892。
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05
胡文杰等：潮汐效应对沿海多条带时序InSAR地表形变监测的影响中国大陆Lg波衰减成像
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潮汐效应对沿海大范围、高精度的合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR）技术地表形变监测的影响不可忽略。潮汐效应中的固体潮（Solid Earth Tide，SET）位移和海洋潮汐负荷（Ocean Tide Loading，OTL）位移会在时间和空间域上对沿海大范围InSAR地表形变监测产生分米级的误差， 而且不同条带中地表潮汐形变时空差异性会对多条带InSAR影像拼接产生较大误差。本文针对沿海地区多条带InSAR形变时序，重点分析了潮汐效应在不同条带InSAR地表沉降监测中的影响，并采用多种潮汐位移估计方法对多条带地表潮汐形变进行改正。结果表明，研究区域不同条带时序InSAR中地表潮汐形变具有较大的时空差异性，其造成沿海地区相邻条带时序InSAR地表沉降速率差异能达到1~2 cm·a-1；通过固体潮模型、海潮负荷模型或GPS参考站网海潮位移改正，能够消除不同条带中地表潮汐形变时空差异性对时序InSAR形变结果拼接产生的空间高阶非线性误差，弥补了传统拼接方法在拟合潮汐位移偏差的不足。在大气延迟误差改正的基础上，时序InSAR形变残差的标准差（Standard Deviation，STD）由潮汐改正前的2.3 cm减少至0.75 cm；本文研究揭示了沿海地表潮汐形变改正对多条带时序InSAR形变结果拼接的重要性，可大幅提高沿海地区广域时序InSAR地表形变监测的精度。
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06
魏 娜等：顾及有效角动量与IGS超快解数据的极移预报方法
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极移高精度预报对卫星实时定轨、深空探测器导航等应用至关重要。本文提出了一种联合有效角动量（Effective Angular Momentum，EAM）与国际全球卫星导航系统服务组织（International GNSS Service，IGS）提供的超快解数据进行极移预报的方法。该方法基于IGS超快解数据得到的极移第1天预报值，对引入EAM得到的极移预报结果进行校正，获得联合预报值。首先，基于LS（Least Squares）+AR（Auto-Regressive）模型实现了引入EAM的极移预报，相对国际地球自转与参考系统服务组织（International Earth Rotation and Reference Systems Service，IERS）提供的公报A数据，在超短期（第1~10天）预报跨度可以得到更高精度的极移预报结果，其中大气和海洋角动量发挥了主要作用。其次，鉴于IGS超快解数据精度高、更新快的特点，以IGS超快解为基础数据，基于LS+AR模型可以得到极移第1天预报值，其精度显著优于IERS公报A的极移第1天预报值。最后，利用第1天预报值对顾及有效角动量的预报结果进行校正获得了联合预报值，进一步提高了超短期极移预报精度（尤其是第1~5天）。2020年7月24日—2022年1月30日间的联合预报结果表明：第1~20天的预报值总体优于IERS公报A的预报值。其中，第1~10天的预报精度显著提升，在预报第1天，X、Y方向预报值相对公报A预报值的精度提升分别可达39.5％~62.3%和24.5%~51.9％；在预报第10天，相对公报A预报值的精度提升分别可达28.0%~28.9%和21.9%~23.4%。
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07
周 帅等：融合多源海洋大地测量数据的南海海底地形多层感知机反演
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本文融合SIO（Scripps Institution of Oceanography）发布的垂线偏差、重力异常和垂直重力梯度数据及NCEI（National Centers for Environmental Information）发布的船载测深数据，利用多层感知机神经网络（Multi-Layer Perceptron，MLP）建立南海海域（108°E—121°E，6°N—23°N）分辨率为1'×1'的海底地形模型（MLP_Depth）。首先，将642716个船载测深控制点的位置信息与周围4'×4'格网点处的地球重力信息（垂线偏差、重力异常、垂直重力梯度）作为输入数据，将船载测深控制点处实测水深值作为输出数据，训练MLP神经网络模型，训练结束时决定系数R2为99%，平均绝对误差MAE为39.33 m。然后，将研究区域内1'×1'格网正中心点处的输入数据输入于MLP模型中，可得格网正中心点处的预测海深值。最后，根据预测海深值建立研究区域范围内分辨率为1'×1'的MLP_Depth模型。将MLP_Depth模型预测水深与160679个检核点处实测水深对比，其差值的标准差STD（75.38 m）、平均绝对百分比误差MAPE（5.89%）与平均绝对误差MAE（42.91 m）皆优于GEBCO_2021模型、topo_23.1模型、ETOPO1模型与检核点实测水深差值的STD（108.88 m、113.41 m、229.67 m）、MAPE（6.11%、6.94%、18.37%）与MAE（47.33 m、52.24 m、130.08 m）。同时，为了研究不同区域内利用该方法建立的海底地形模型的精度，本文在研究区域内分别建立了A、B区域的海底地形模型。经过验证得：MLP_Depth_A、MLP_Depth_B相比于MLP_Depth模型具有更高的精度，更能反应海底地形的变化趋势。
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地球动力学·地震学·地磁学
08
张 赓等：用钻孔应变数据探测2011年日本Tohoku大地震激发的低频地球环型自由振荡及其谱峰分裂
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地震激发的地球自由振荡中，环型自由振荡（特别是低频环型自由振荡）的精确探测相比于球型自由振荡更加困难。环型自由振荡对SH波速度结构更加敏感，能更好地监测走滑断层运动，因此精确估算环型自由振荡的谱峰参数可为地球内部大尺度SH波速度结构和大地震的震源机制提供更强约束。本研究利用2011年日本Tohoku地震后四分量钻孔应变仪的观测资料，提取了该地震激发的1.3 mHz以下低频环型和球型自由振荡信号，与STS-1宽频带地震仪的结果相比较，发现四分量钻孔应变仪对1 mHz以下的环型自由振荡具有更强的探测能力。本研究还采用频率域自回归方法精确估计了0T2—0T6的简并频率，结果与PREM模型理论值相差非常小，平均相对误差仅为2.52×10-4。此外还用钻孔应变仪观测资料探测到了0T2谱峰分裂现象。研究结果表明，钻孔应变仪能有效探测到大地震激发的低频地球环型自由振荡信号，可为地幔大尺度各向异性结构研究提供高质量的基础数据。
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09
朱成林等：工程降水对钻孔应变的干扰特征及干扰机制研究
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抽水干扰在钻孔应变观测中常见且影响显著，为了能真实捕捉到地震前兆信息，须对其干扰机制进行研究。随着城市化进程，基坑工程及其伴随的工程降水逐步增多，工程降水对钻孔应变的干扰比普通单井抽水干扰更为严重。工程降水对钻孔应变观测有何干扰特征、干扰机制如何、干扰数据能否修复等问题对地震异常的探测具有重要意义。本文基于莱阳体应变受到附近御龙湾项目工程降水干扰的观测案例，研究了工程降水的干扰特征，修复了干扰畸变，通过数值模拟确定了干扰机制。结果表明：（1）工程降水在干扰体应变趋势变化的基础上叠加了方向明确、量级稳定的固体潮畸变，可以通过一阶差分逆运算进行修复。修复固体潮畸变并扣除背景速率后，工程降水干扰量级达-15.65×10-9/d；（2）通过建立基于集中载荷模型的网格算法，模拟出工程降水在体应变异常初期和后期分别产生6.61×109 N和1.73×1010 N的集中力载荷，干扰量级明显大于常见的单井抽水干扰，压性干扰集中于体应变仪与抽水井连线的垂直方向；（3）通过固体潮畸变特征及力学机制分析确定了工程降水造成固体潮畸变的干扰机制为“抽水引起压性趋势下降—抽水暂停引起张性台阶上升—抽水引起压性趋势下降”周期行为，固体潮畸变时间间隔（频次）和钻孔水位之间呈显著同步特征，线性系数为0.737。
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10
寇华东等：云南宾川盆地及周边地震波走时的季节性变化和可能的物理机制
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基于背景噪声自相关方法，本文计算了云南宾川盆地及周边区域地震波在四个频段的相对走时变化（dt/t），发现存在比较显著的年变和半年变特征，最大变化幅度从0.1~0.2 Hz（7 km左右深度最敏感）的±0.8%逐渐降低至1.0~2.0 Hz（对应1 km以浅介质）的±0.05%。噪声源季节性变化可能是dt/t周期性起伏的一个潜在因素，但雨水和温度与其有更直接的关联性。其中雨水渗透产生的介质孔隙压变化是年变和半年变的重要贡献因素；而温度起伏产生的介质热力学形变，主要对一定深度范围（3 km左右最敏感）的介质有明显的年变影响。不同频段走时变化存在幅度差异和不同步，可能和各频段敏感核的深度范围以及水与热力学形变从地表向深部渗透/传播过程有关。研究表明，环境因素对地下介质的地震波走时有较为显著的影响，区分出它们的贡献，才能更可靠地评估地震构造应力或人文生态环境的变化。
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11
潘 阳等：全球非均匀模型中的远震走时层析成像
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远震走时层析成像是研究地球内部结构的重要工具。通常，远震走时层析成像使用一维地球参考模型计算研究区域外地震射线。由于地球存在广泛非均匀结构，传统远震走时层析成像在计算射线时忽略了研究区域外非均匀结构对射线的影响，最终导致对研究区域内的成像结果产生影响。为了减小模型外地球非均匀结构对远震走时层析成像的影响，本文利用迎风差分格式数值求解程函方程，得到全球非均匀模型中的远震射线，以此为基础发展了基于全球非均匀模型的远震走时成像方法。为了检验本文成像方法提升成像精度的有效性，选取青藏高原东北缘为研究对象。合成测试和实际数据成像结果显示，在考虑地球非均匀结构以后，成像结果更精确，结果展现更多成像细节。
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12
李鑫月等：近震体波走时与重力联合反演华北地区地壳上地幔顶部P波速度结构
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华北是克拉通破坏的典型案例，也是陆内强震活动最为强烈、频繁的地区之一，对该区壳幔速度结构进行研究，可为深化认识克拉通的形成演化、板内强震与火山发生机理等研究提供重要的深部约束。利用202个固定台站、360个流动台站所记录到的天然地震事件P波资料和实测布格重力异常，采用近震体波走时与重力联合反演方法获得了地壳、上地幔顶部P波速度结构。重力资料的引入不仅对壳幔结构进行了更合理的约束，而且有效提高了浅层和边缘射线分布稀疏区的成像能力。联合成像结果显示，鄂尔多斯地块和华北平原浅层表现为明显的低速异常，可能与其存在厚的松软沉积层有关；鄂尔多斯东部上地壳存在明显的P波高速异常，推测该高速异常与古元古代孔兹岩带的形成有关。大同火山区15~25 km和25~40 km表现为明显的低速异常，且这两个低速层是连通的，推测与地幔热物质上涌导致的多期次岩浆侵位有关。三河—平谷8.0级地震和邢台7.2级地震震源都位于脆性的上地壳，均下伏低速异常，推测在区域动力环境加载作用下，韧性的壳内蠕变导致脆性上地壳岩石中弹性应变能的局部积累，从而引起地震的发生。
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13
高占永等：基于短周期密集台阵的广州—佛山地区地壳浅部三维S波速度结构研究
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广州—佛山地区位于珠三角经济区的核心地带，三条区域性断裂从中交错穿过。广州—佛山地区精细的地壳浅部三维S波速度结构，对于研究区内的城市规划建设、地震灾害评估、强地面运动模拟等具有重要意义。本文利用布设于广州—佛山地区短周期密集地震台阵中的1104个台站记录到的连续波形数据，采用背景噪声互相关方法计算了台站对间的互相关函数并进一步提取到周期范围在0.1~5 s内的39488条高质量面波群速度频散曲线，然后通过基于射线追踪的面波直接反演方法计算得到了研究区内0.3~3 km深度的高分辨率三维S波速度结构。结果显示：研究区内地壳浅部S波速度横向差异显著，其中南部的珠江三角洲断陷盆地S波速度结构相对较为复杂，而北部的广花盆地内部S波速度结构则表现相对简单。研究区内的低速异常主要位于断裂附近，且大都位于断裂的下降盘。珠江三角洲内三水盆地东缘表现为马鞍状低速异常，向下最大延伸至2 km，低速体南北两侧边界与控盆断裂位置基本一致。广花盆地内部存在两个平行排列的高速异常，中间夹持一平行构造走向的低速异常，总体速度结构特征符合广花盆地为一复式向斜的地质构造背景。低速异常向下延伸至1.4 km深度处，可能指示了卷入向斜地层的最大埋深。沿广州—从化断裂发育条带状低速异常，与沿断裂形成的沉积地层有关。条带状异常在浅部分为两段，表明广州—从化断裂在历史上可能具有分段活动性。玉带公园周围被高速异常环绕，异常向上延伸至距地表约1.3 km处，结合研究区已有资料推测该高速异常可能为早期岩浆侵入在地壳浅部的反映。
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张建勇等：2022—2023年四川泸定MS6.8、MS5.0和MS5.6地震序列的发震构造及成因
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四川泸定2022年9月5日发生MS6.8强震，随后10月22日和2023年1月26日又分别发生MS5.0和MS5.6强余震，主震和两次强余震的震中相距仅几公里却有着截然不同的震源机制解，因此，探究三者的发震构造、联系及成因至关重要。本研究利用国家地震台网记录到的这三次地震序列的连续波形数据及震相资料进行双差重定位，并进一步采取CAP波形反演方法和P波初动极性反演方法获得研究区ML2.5+的79个余震震源机制解。结果显示，主破裂沿鲜水河断裂磨西段，破裂彻底，余震活动性不高。沿主断裂分布的余震具有明显的分段特征，断层近直立且西北浅东南深。主震及磨西段大部分余震均为走滑机制，是典型的印度—欧亚板块挤压旋转造成鲜水河走滑断裂带应力失稳触发的强震活动。发生在贡嘎山地区的余震是MS6.8主震触发的震群活动，震级水平不高，分布弥散，并没有触发与主断裂共轭的燕子沟、海螺沟和磨子沟次级断裂，而是触发了与主断裂近平行的次级隐伏断裂——贡嘎山断裂。MS5.0和MS5.6两次强余震均发生在该次级隐伏断裂上，断层倾角40°~50°且震源深度较浅。贡嘎山地区拉张型地震活动明显不同于走滑型为主的鲜水河断裂带，可能是印度—欧亚板块挤压旋转作用下贡嘎山快速隆升而地表快速剥离导致局部因重力卸载而垮塌造成的，MS6.8主震有明显的触发作用。三次泸定强震的发生，释放了磨西段及西侧贡嘎山地区部分应力，但并未改变“Y”字形交汇区强震发生的可能性。
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15
莫丽桦等：2021年四川泸县MS6.0地震震源参数研究
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2021年9月16日四川泸县发生了有记载以来震级最大的地震（MS6.0）。为了认识该地震的发震机理，我们综合使用近震和远震波形数据精确测定了2021年泸县地震及MS≥3.0余震的机制解、深度、水平位置、破裂方向等震源参数。震源机制解结果显示这些地震大多是逆冲型，伴有少量走滑成分，MS6.0地震质心深度为4 km，矩震级为MW5.25，两个节面的走向角、倾角、滑移角分别为95°/47°/84°和283°/43°/96°；sPL和sP两个震相的波形拟合结果表明其质心深度在5 km左右。我们还利用InSAR形变资料获取了MS6.0地震的质心位置，然后利用面波到时差相对定位方法确定了其他地震的水平位置。基于经验格林函数法得到MS6.0地震破裂方向大致为北西西。2021年泸县MS≥3.0地震质心深度在3~5 km，且质心震中位于页岩气开采注水井3 km以内，具体的发震机理还需要参考工业生产数据，通过岩石物理实验和地质力学模拟来进一步研究。
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16
王同力等：2020年古冶MS5.1地震序列微震检测及活动性研究
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2020年7月12日河北省古冶（39.78°N，118.44°E）发生MS5.1地震，震源深度10 km。本文通过对其周边500 km范围内的84个固定台站连续观测地震数据，采用基于图形处理器的模板匹配定位识别技术（GPU-M＆L）对地震前后（2020年6月1日至2020年8月31日）共三个月的连续数据进行了微震检测和地震活动性分析。我们首先从台网目录的362个古冶地震序列事件中挑选了信噪比较高的118个地震作为模板，通过模板扫描和检测，获得共1017个地震，约为台网目录的2.8倍，然后运用双差定位方法（hypoDD）对669个地震事件进行了重定位。最后我们对古冶地震的事件序列进行时空分布、震源机制解以及b值空间分布等分析。结果显示古冶MS5.1地震前，震中区周边地震活动性显著，地震前后地震序列分布优势方向为NE向，震源深度方向近直立分布；发震断裂为唐山—古冶断裂或其延伸部分，与1976年唐山MS7.8地震同为唐山断裂带，发震断层走向基本一致。据此，我们推测古冶MS5.1地震是1976年唐山MS7.8地震后余震区应力调整所触发。
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孙晓倩等：利用HVSR方法探测四川理县西山村滑坡速度结构
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HVSR（Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio）是地震背景噪声水平分量与垂直分量的频谱比，常被用来探测起伏地形较小的浅地表速度结构。然而，高起伏地形下该方法的适用性还需要仔细研究。本文探讨利用HVSR方法探测四川理县西山村滑坡的速度结构。我们首先将ENZ坐标系下三分量地震数据旋转到垂直于地形自由面的LQT坐标系，分别计算了两个坐标系下2 h地震背景噪声数据的HVSR曲线，对比结果发现，LQT坐标系下三分量数据的HVSR峰值频率更能反映地下结构信息。然后，本文反演了29个台站LQT坐标系的HVSR曲线，获得了滑坡体堆积物及基岩的一维S波速度结构。西山村滑坡体堆积物的S波速度范围为50~1000 m·s-1，滑坡厚度23~130 m。滑坡体西侧边缘地下40 ~120 m 处存在10~20 m的低速层，表明该位置抗剪强度相对较弱，是潜在的滑动危险区域。对数据进行坐标系转换后，HVSR方法能够利用较短的观测数据获取可靠的滑坡体速度结构，为滑坡体积估算、脆弱位置识别、灾害评估提供重要信息。
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18
王 桥等：地中电偶极源极低频电磁场的分布与传播特征
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利用层状大地中偶极源响应的正演算法，计算地中电偶极源激发的极低频地震电磁场并分析其在地球环境下的传播特征。设计了多个水平层状地球模型，分别模拟和展示了深埋地中的电偶极源的响应和空间分布特征。重点分析了含地壳波导+LAI波导模型的高阻大地中，倾斜电偶极源激励响应随观测点的偏移距和垂直位置、激励源深度、地壳波导结构和参数变化时各场量响应的幅频特征。研究表明，用倾斜电偶极源模拟和分析高阻大地中孕震电磁辐射的响应及在大地电磁系统中的传播特性是可行的；模拟的高阻大地中的电磁辐射在地壳波导和LAI波导中均表现有慢衰减或幅值增强特性，但两个波导效应具有不同的频率选择性；高阻大地中的电磁辐射在波导的高阻介质中具有幅值强、衰减慢的特点。建议在高阻地层出露的地表、井中或海底的高阻岩层中以及大气层中布设测站。
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应用地球物理学
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王 潇等：三维TTI介质qP波透射立体层析方法研究
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致力于研究三维TTI介质下的qP波立体层析反演算法。将射线扰动理论应用于三维具有倾斜对称轴的横向各向同性（TTI）介质拟声波程函方程，导出立体层析所需的三维TTI介质qP波数据空间与三维TTI介质模型空间之间的所有Frechét导数。在通过灵敏度测试验证了相应Frechét导数对于三个各向异性THOMSEN参数的正确性之后，使用两步法反演策略——即先使用坐标分量和射线参数水平分量（不包括走时）实施初始反演而后再使用所有数据空间分量进行反演，在三维qP波TTI介质情形下针对三个各向异性THOMSEN参数可以获得理想的反演结果，为三维qP波TTI介质下透射立体层析的应用做好了理论准备。用一个典型的理论数据算例证实了上述观点。
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20
张兆谦等：基于交错网格有限差分算法的页岩声波各向异性校正方法研究
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页岩具有层理发育的特征，这会引起强烈的声波各向异性，导致直井与水平井声波测井数据之间差异明显，因此在水平井储层参数计算中无法直接应用基于直井的岩石物理解释模型。为了解决这一问题，本文以页岩波速各向异性实验数据为基础，引入交错网格有限差分算法，首先在直井井孔模型中（VTI介质）模拟了声波的发射和接收，随后通过弹性系数矩阵的Bond变换，模拟了在井斜角不为0的情况下（TTI介质）井孔中的声场传播，以任意井斜角与井斜角为0情况下纵波慢度差值相对值为纵坐标，以相对应的井斜角为横坐标，建立起了纵波各向异性校正公式。模拟与应用结果表明：井孔中波形曲线与实轴积分法（RAI）得到的波形曲线一致，同时利用慢度相似相关算法（STC）得到的地层纵波慢度与给定的实验测量值吻合很好，在28种地层弹性参数的情况下，平均相对误差为2.3%；纵波慢度差值相对值与井斜角关系曲线显示，在井斜角小于30°的条件下，纵波慢度差值相对值变化较小，随着井斜角大于30°后，相对值变化增大，当井斜角为90°也就是水平井模式下，纵波慢度差值相对值达到最大。根据纵波各向异性校正公式，对水平井纵波曲线进行了慢度校正。利用纵波校正前后计算的水平井有效孔隙度与导眼井岩心分析有效孔隙度相对误差分析表明，纵波校正后计算的有效孔隙度计算精度有了明显的提高，证明了该方法具有非常好的应用效果，可用于页岩水平井纵波慢度校正。
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戴永寿等：一种基于改进门控循环单元的叠前时变子波提取方法
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子波的精确提取是地震勘探后续反演与成像的前提，针对传统时变子波提取方法受到的各类假设限制，且需分别提取子波振幅谱与相位谱的问题，本文提出了一种基于改进门控循环单元（GRU）网络的叠前时变地震子波提取方法。根据实际叠前地震数据分布特征与非平稳性质，本方法首先建立非平稳地震记录与添加随机噪声的时变子波训练数据集；为对提取出的时序特征进行拓展，提升传统GRU网络对长时序列的处理能力，本方法搭建起含多层GRU模块与全连接神经网络的改进门控循环单元网络模型；利用建立的训练数据集对网络模型进行训练使网络具备提取时变子波的能力；为提高训练效率与提取精度，本方法在训练的反向传播过程中应用自定义WaveLoss损失函数衡量误差，最终实现叠前时变子波的估计。经合成数据仿真实验与不同方法对比验证，本文提出的叠前时变子波提取方法具有更高的准确度；经对中国西部不同地区实际叠前地震资料处理与反褶积验证分析，该方法可有效提高目标区叠前地震剖面分辨率。
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杨 阳等：基于二维散射变换的湖相碳酸盐岩储层厚度预测方法研究
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济阳坳陷沙四段湖相碳酸盐岩受湖盆内沉积环境和构造运动等因素控制，储层厚度变化大，非均质性强，油气开发难度大。为了准确预测湖相碳酸盐岩储层的厚度，本文提出一种基于二维散射变换和随机森林的储层厚度预测方法。首先，引入二维散射变换提取地震时频属性，该变换是在二维小波变换的基础上，通过迭代小波分解和非线性操作来实现的。与传统的二维小波变换对比，散射变换提取的时频属性具有局部形变稳定性以及对噪声鲁棒性的优点，有助于提高储层厚度预测的准确率。在此基础上，在有限测井数据的条件下，利用随机森林算法建立多尺度时频属性与测井解释厚度之间的非线性关系，实现湖相碳酸盐岩储层预测。模型数据的预测结果表明，与基于传统地震振幅属性的厚度预测和基于二维小波变换的储层厚度预测对比，本文所提的厚度预测方法具有最优的性能。叠后三维地震数据的预测结果表明，与基于传统地震振幅属性的厚度预测和基于二维小波变换的储层厚度预测对比，本文所提方法的厚度预测结果与实际钻井数据误差更小，提高了储层厚度预测的精度，清晰刻画了灰礁、灰滩与灰泥等三种沉积亚相的空间展布，有利于后续井位部署和优化。
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徐彬森等：基于串行及并行多任务学习网络的储层参数评价研究
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选取基于串行还是并行多任务学习的储层参数评价网络建模是近期涌现的一个问题。本文以中国西部某油田老区储层参数试验数据为基础，对比20种不同的基础神经元模块组成的多任务学习网络的孔隙度、饱和度和渗透率评价结果，据此提出模型选择策略：确定系数为评价指标，选择串行而不是并行结构网络模型的条件为模型参数量小于1000的参考值；模型参数量大于1000时，串行多任务网络不如并行多任务网络。当平均绝对误差为评价指标时，选取串行多任务的前提是模型参数量小于10000的参考值。模型参数量大于10000时，串行和并行多任务网络结果具有一定相似性。如果平均绝对误差和模型参数量均在允许范围内，两种架构网络均可行。本文旨在为后续不同类型多任务学习网络架构模型设计及应用提供支持。
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赵广东等：基于L1+L2混合范数频域三维重力场反演方法
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三维重力反演被广泛应用于矿产资源勘探和深部密度结构研究，然而传统空间域三维重力场反演方法存在着深度分辨率低、多解性强和计算效率低的问题，影响了地质解释的准确性和可信度。本文针对上述不足，提出基于混合范数正则化约束的频域三维重力场反演方法。首先构建基于深度加权和L1+L2混合范数的模型目标函数。并在反演迭代过程中，采用频域三维重力场正演方法更新模型，将传统空间域三维重力场反演中稠密雅可比矩阵的存储和计算等问题转化为频域正演，大幅度降低内存占用。此外使用高精度高斯型数值积分代替传统快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）算法中的矩形积分，以保证频域正演方法的计算精度。模型试验表明，相比于传统空间域基于L2范数光滑约束反演方法以及基于L1范数聚焦反演方法，本文反演方法能有效降低三维重力反演的“趋肤效应”和拖尾现象，能恢复出更复杂地质模型，且反演结果更接近真实模型。最后将该方法应用到加拿大魁北克省诺兰达市的Mobrun硫化物矿体三维密度成像，结果显示该矿体深度范围约15~170 m，与前人钻井数据所得深度范围一致，证明了方法的有效性。
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胡双贵等：利用重力梯度张量等位面曲率的地质体定位
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针对重力梯度张量曲率的研究，前人的工作主要集中在重力张量曲率的解释及边缘检测中，几乎没有涉及到地下密度异常体的定位。本文结合重力矢量和重力梯度张量提出了一套基于重力梯度张量等位面曲率的地下密度异常体位置估计策略。首先，从重力梯度张量等位面曲率的基本定义出发，计算重力梯度张量等位面曲率。然后，通过寻找球面或圆形等位面的重力梯度张量曲率，提出了利用最大主曲率定位地下密度异常体位置的源参数估计方法，并详细推导了估计3D球体（质点）和2D水平线源位置信息的解析表达式。再者，针对噪声和多源存在的情况，提出了一套利用重力梯度张量等位面曲率获得密度异常体位置信息的稳健估计流程，并利用模糊C均值聚类算法进一步确定地下密度异常体的中心位置。最后，通过理论模型测试和文顿盐丘实测航空重力梯度数据测试，验证了本文算法的可行性和可靠性。结果表明：在满足曲率半径定义条件的情况下，本文所提出的源参数估计方法可以定位单个或多个地下3D和2D密度异常体的空间位置，具有较好的稳健性和抗噪能力。该方法拓展了重力梯度张量曲率的应用范围，可为重力梯度张量的三维反演工作提供先验的空间位置信息。
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陶梦丽等：基于多尺度有限元法的频率域航空电磁三维正演研究
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正演模拟是电磁数据反演的基础，其计算速度与精度一直是制约电磁反演的两大核心问题。在三维电磁正反演中，传统方法通过加密网格或增加插值基函数阶数提高计算精度，但由此也降低了计算效率，制约了三维电磁反演的实用化。因此，如何实现大尺度模型高精度快速正演是目前电磁三维正反演中亟需解决的问题。本文将多尺度有限元法应用到麦克斯韦方程求解中。我们首先在粗网格尺度上构建满足局部特性微分算子的多尺度基函数，进而在粗网格尺度上对原问题进行求解，通过建立粗细两套网格间场的映射关系，在未知数较少的粗网格上实现电磁问题求解之后，利用粗细两套网格间场的映射关系获取细网格上电磁场响应，由此可以在保证计算精度前提下快速获取不同尺度电磁场正演响应，计算速度得到很大提高。此外，本文还基于八叉树思想进行网格优化，进一步改善三维正演效率。我们通过对典型地电结构进行多尺度有限元正演模拟并与传统有限元结果对比验证算法的有效性。最后，我们通过模拟加拿大Voisey's Bay卵形体镍铜硫化矿区航空电磁响应以检验本文算法模拟地下复杂异常体的能力。
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杨永友等：基于MEMS陀螺的高温随钻定向测斜仪研究
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针对油气井测量时所面临的小孔径、超深井、温度范围广、温度变化率高、工作时间长等挑战，研究了基于MEMS陀螺仪的定向测斜仪，设计了MEMS陀螺定向测斜仪软硬件系统。为确保该环境下的测量精度提出了一种动态温度补偿方案，并采用基于小波滤波多尺度分析的方法对动态温变环境下陀螺输出信号进行去噪滤波处理，以实现定向测斜仪系统的测量精度。论文给出了定向测斜仪硬件系统方案、定向测斜算法、小波多尺度滤波算法。测试结果表明：该系统在常温和动态温变环境下井斜方位角精度优于±2°，井斜角精度优于±0.1°，工作温度最高150℃，可适应大陆深层油气井勘探开发的应用场景需求。
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THE
END
排版：徐冰冰 （中科院地质地球所）
校对：邱梓惠（中国科学技术大学地球和空间科学学院）