發(fā)布時(shí)間：2020-12-04 08:55

　　在馬尼拉海溝俯沖帶前緣開(kāi)展了二維海底地震儀（OBS）探測(cè)實(shí)驗(yàn),布置了一條東西走向的深地震測(cè)線——OBS2015-2。以該測(cè)線上的2個(gè)臺(tái)站（OBS04和OBS08）為例,闡述了此次實(shí)驗(yàn)所用短周期國(guó)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(shí)包括炮點(diǎn)位置校正和OBS位置校正。數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明,OBS2015-2測(cè)線的數(shù)據(jù)質(zhì)量良好,綜合地震剖面顯示來(lái)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(lèi)型,特別是來(lái)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(lái)源】：熱帶海洋學(xué)報(bào). 2017年02期 第60-69頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【圖文】：

馬尼拉海溝俯沖帶OBS2015-2測(cè)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(duì)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(gè)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(guó)產(chǎn)OBS記錄的地震數(shù)據(jù)約每11.65h存放一個(gè)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(gè)文件。從班報(bào)記錄上讀取OBS2015-2測(cè)線開(kāi)始放炮的時(shí)間為2015-08-14T01:52:29.23,結(jié)束放炮的時(shí)間為2015-08-15T01:42:13.616,所以只需將時(shí)間范圍內(nèi)有效的SAC格式數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。部分臺(tái)站記錄到的時(shí)間數(shù)據(jù)稍有重疊,導(dǎo)致無(wú)法拼接,此時(shí)需用CUT命令去掉重疊部分后再合并。OBS數(shù)據(jù)采集過(guò)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(lái)的相對(duì)時(shí)間及炮點(diǎn)與接收臺(tái)站的偏移距,此時(shí)就要用UKOOA對(duì)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(shí)驗(yàn)中所用到的氣槍信號(hào)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(hào)特征,以O(shè)BS04臺(tái)站為例,抽取第123~129炮氣槍信號(hào)信息進(jìn)行濾波前后地震信號(hào)對(duì)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(hào)顯著,信號(hào)間隔為80s。2.2炮點(diǎn)校正

64熱帶海洋學(xué)報(bào)Vol.36,No.2/Mar.,2017圖3OBS04臺(tái)站濾波前后SAC氣槍信號(hào)對(duì)比(a)及第126炮氣槍信號(hào)濾波前后頻譜圖(b)A為數(shù)字化振幅;第123~129炮SAC信號(hào)起始時(shí)間為2015-08-13T15:54:13.206Fig.3Shotsignalcontrastsbeforeandafterfiltering(a)andspectrumofthe126thshotsignalbeforeandafterfiltering(b).Aindicatesthedigitalamplitude.Theinitialtimeofthe123th129thshotsignalsis2015-08-13T15:54:13.206圖4炮點(diǎn)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(jiǎn)單準(zhǔn)確的炮點(diǎn)至OBS時(shí)間-距離信息,所以利用Pw波來(lái)校正OBS位置。一般采用蒙特卡洛法來(lái)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(tái)站為例(圖6),蒙特卡洛法位置校正法分為以下幾個(gè)步驟:①根據(jù)拾取的每個(gè)臺(tái)站SEGY地震記錄中的直達(dá)水波走時(shí)信息,利用二次曲線擬合直達(dá)水波走時(shí),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(diǎn)與回收點(diǎn)之間的位置關(guān)系,估計(jì)海流造成OBS的最大偏移距,以O(shè)BS回收點(diǎn)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(jī)產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)個(gè)點(diǎn),使得搜索范圍被基本覆蓋,計(jì)算范圍內(nèi)每一個(gè)點(diǎn)與拾取炮點(diǎn)之間的直達(dá)水波走時(shí),同時(shí)計(jì)算出其與觀測(cè)走時(shí)之間的均方根殘差RMS,最后找到最小RMS值所對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)點(diǎn)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(diǎn)的水深值B,再以B為搜索中心進(jìn)行步驟②,直到計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足要求精度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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