二维复杂速度结构中的射线追踪_韩果花.pdf

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1、第33卷第3期桂林理工大学学报Vol.33No.32013年8月JournalofGuilinUniversityofTechnologyAug.2013文章编号:1674－9057(2013)03－0425－05doi:10.3969/j．issn.1674－9057.2013.03.006二维复杂速度结构中的射线追踪ccccc韩果花，李川，黄明曦，何晓玲，王海燕，杨强，c周海滨，王有学，熊彬，张智，薛霆虓(桂林理工大学a.广西矿冶与环

2、境科学实验中心;b.广西隐伏金属矿产勘查重点实验室;c.地球科学学院，广西桂林541004)摘要:针对二维复杂速度结构中的射线追踪，给出模型参数和追踪方法。采用该方法，能够精确地描述复杂的二维地质形体及地质构造的分界面特征，并且能够适用于各种复杂地形的情形;对不同的地层或地质体，根据其速度分布特征，采用局部网格化对其进行描述，减小了复杂地质结构在描述速度时计算机所需要的内存量，进一步提高了计算速度。本射线追踪方法不仅可以对复杂模型的反射波及回折波进行追踪，而且可以利用“微折射”方法对目标界面的首波进行追踪。关键词:二维复杂速度结

3、构;模型参数化系统;射线追踪中图分类号:P631.325文献标志码:A射线追踪作为一种快速有效的地震波走时计1模型参数化算方法，不仅在地震勘探中占有非常重要的地位，而且在地震定位、层析成像、地震模拟及其他地震对于复杂的地质模型，在射线追踪过程中为［1－9］数据处理与反演中都有广泛应用。对于复杂了进行数值计算，需要对其进行参数化，包括模的二维地质模型，其速度结构也是非常复杂的，其型中各单元的地层分界面、块体边界、断裂以及中不仅含有地震波速度不同的地层、孤立块体等速度分布特征进行参数化。地质体单元，而且各地质体单元的边界还存在着界1

4、.1模型界面的描述面起伏及断裂等复杂构造，尤其是地质构造复杂的对于纵横向非均匀的复杂二维模型(图1a)地质模型中存在着错综复杂的断裂。同时，在地层来说，首先将模型界面自上而下进行编号。如某或地质块体内部不仅存在着纵向上的速度变化，而一界面，它可以由一系列离散点(样点)(xi，yi)确且在横向上也存在着强烈的速度不均匀性。定(i=1，Nx)，其中Nx为该界面的离散点数;该界针对上述复杂地质构造及地质体中的射线追面的两个端点与其他界面的接触关系由NLEFT，踪，本文提出了复杂二维速度结构射线追踪方法，NＲIGHT两个变量进行控制，其

5、值分别为与两个端点它可以根据各地层的分界面或块体的边界起伏、内相接触界面的序号，若某一端点位于模型的左/右部介质的速度分布等特征，对模型的界面及地质体边界上，则该端点的控制变量取值为0。变量NＲEFLX的速度分布进行参数化，尤其是在地质体(地层)用来定义界面的反射属性，当NＲEFLX=0时，该界的速度分布参数化方面，根据其速度分布特征进行面不进行反射波的追踪;反之，当NＲEFLX=1时，进局部网格化，而不需要对模型整体进行网格化，从行反射波的追踪。例如在图1a中，第1个界面(地而大大减小了计算机内存的使用，提高了射线追踪表)有N

6、LEFT=0，NＲIGHT=0，NＲEFLX=0;第4个界的计算速度和效率。同时，本文的研究也为复杂速面有NLEFT=2，NＲIGHT=7，NＲEFLX=1。［10］度结构中射线追踪的“两点问题”奠定了基础。在模型参数化过程中，为了准确描述地质体的收稿日期:2012－10－20基金项目:国家自然科学基金项目(41174077);广西研究生教育创新计划项目(2011105960818M03)作者简介:韩果花(1963—)，女，工程师，研究方向:应用地球物理，guohua.han@glut.edu.cn。引文格式:韩果花，李川，黄明

7、曦，等．二维复杂速度结构中的射线追踪［J］．桂林理工大学学报，2013，33(3):425－429．426桂林理工大学学报2013年纵向上的速度节点数)对该部位的地层或块体内部的纵向速度分布以点数Mv进行等间隔采样，并且v(i，1)及v(i，Mv)的速度值分别对应于该地层或块体在第i个横向速度采样点顶、底界面处的速度值(图2)，从而达到对介质的纵、横向非均匀速度分布特征进行描述的目的。图1模型界面的参数化(实线为模型界面，虚线为虚界面，点为界面的离散点)Fig.1Parameterizationofthemodelboundar

8、ies空间特征，有时需要人为构造一些虚设界面，例如图2速度结构参数化示意图Fig.2Parameterizationofvelocitystructure对于孤立块体(透镜体等)，则沿孤立块体的左右端M—横向上的速度节点数;M—纵向上的速度节点数xv点，构建一条