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《中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第一卷)》2008年
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自相似型各向异性自组织介质中地震波场动力学响应

刘永霞  徐涛  赵兵  刘春成  
【摘要】:地下岩石结构/构造和矿物组成在小尺度上存在的不均匀性和各向异性会导致地震波速度的分形分布,进而衍生出自组织介质模型.本文针对地球内部岩浆垂向侵入及横向溢流为特征的岩浆作用,开展自相似型各向异性自组织介质的地震波动力学响应研究.基于二维自组织介质模型和声波方程,本文利用有限差分法模拟了不同强度岩浆侵入和溢流作用形成的自组织介质中地震波场,并进行了波场特征分析.研究结果表明:(1)在横向溢流作用为主的自组织介质中,横向相关长度小于地震波波长的条件下,聚焦效应随着横向相关长度的增大而增强,地震波能量随之增强;反之,在横向相关长度大于地震波波长的条件下,散射效应随横向相关长度的增大而增强,地震波能量随之减弱.(2)在垂向侵入作用为主的自组织介质中,随着垂向相关长度增大,散射效应增强,地震波的能量也随之迅速减弱.(3)岩浆作用的自组织强度增强,地震波的能量增大,而中心频率无变化.(4)自组织介质具有相同的小尺度扰动,其速度梯度背景越小,地震波能量在炮点附近越集中.(5)当多层自组织介质共存,特征层位的波场特征仍以各自的自组织特性为主,因此利用实际资料中不同层位的地震反射特征可推测地下介质的自组织性质.

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