摘要：远震全波形层析成像能获得研究区域下方岩石圈乃至地幔过渡带高分辨率速度结构,是研究地球深部构造与动力学过程的有效工具.该类方法需以高精度及长时程远震波场正演模拟为基础,这为设计高精度长时程稳定的正演算法带来了挑战.在此背景之下,本文提出了一种适用于远震波场模拟的保结构算法.该方法采用谱元法(SEM)对研究区域进行空间离散,在不考虑耗散项情况下,将空间离散后的常微分方程变换为哈密顿系统形式,采用保辛分部龙格-库塔方法数值求解.在三级保辛分部龙格-库塔算法基础上添加额外空间离散项,得到修正辛算法.本文将该时间-空间全离散形式称为修正辛-谱元法(SSEM),并将SSEM算法与频率波数域(FK)方法结合,发展了可模拟高频远震波场在局域模型内传播的SSEM-FK混合方法.该方法结合了FK方法模拟层状介质中平面波传播的高效性和SSEM计算复杂介质中弹性波传播的精确性.数值实验表明,SSEM-FK能够准确模拟高频远震波场在研究区域内的传播,结合该方法在计算效率上的优势,可为高效、高精度的远震全波形层析成像打下基础.

摘要：近年来,由于勘探区域构造的逐渐复杂化,要求我们对复杂界面反射的时距特征有更进一步认识.本文在已有对复杂界面研究的基础上,结合实际3D复杂地质构造特征,对复杂条件做了两个限定:一是反射界面有界,二是复杂界面有多个不同性质界面组合而成.在这两条限定条件下,从界面反射点出发,进行炮集P波反射时距特征研究.结果表明,复杂界面反射会生产多条时距曲线,反射时距特征随测线方位的变化而变化,不同方位的时距对应的三维反射路径、反射点范围、反射点位置以及界面特征不同.其次时距曲线之间存在着比较复杂的位置关系,包括交叉、断续和无信号道等特征,这些复杂特征与组合模型中倾斜界面的倾向、倾角、模型范围和深度有关.最后对复杂模型的理论数值分析得出了反射点范围与接收点范围的对应关系,并理论证明了复杂条件下部分反射特征以及反射盲区的存在,这与实际三维地震勘探相符合.此研究有助于实际生产的观测设计及数据处理解释,对于提高三维复杂构造反射界面的认识具有理论意义.