被动源成像中透射与反射响应关系研究.pdf

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1、第４７卷第６期中国海洋大学学报４７（６）：１１２～１１８２０１７年６月PERIODICALOFOCEANUNIVERSITYOFCHINAJune，２０１７磁被动源成像中透射与反射响应关系研究１１，２磁磁雷朝阳，刘怀山（中国海洋大学１．海底科学与探测技术教育部重点实验室；２．海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室，山东青岛２６６０６１）摘要：从地下传播到地表的透射响应（噪声）包含丰富的有效信息，从中提取地球的反射响应是地震处理中的一项新技术，称为被动源地震干涉法。本文从一维分析的角度直观展示了如何从透射响应中提取反射响应，利用逆时不变原理给出干涉法的物

2、理解释，并基于相关型单程波互易理论推导了透射与反射响应关系的理论公式。通过有限差分法实现了高效的噪声波场模拟，证实了从透射响应中提取反射响应的有效性。分析得出，噪声记录时间越长提取出的反射响应信噪比越高。关键词：地震干涉法；被动源；反射响应；互相关；互易理论；有限差分中图法分类号：P３１５文献标志码：A文章编号：１６７２‐５１７４（２０１７）０６‐１１２‐０７DOI：１０．１６４４１／j．cnki．hdxb．２０１５０４３４引用格式：雷朝阳，刘怀山．被动源成像中透射与反射响应关系研究［J］．中国海洋大学学报（自然科学版），２０１７，４７（６）：１１２‐１１８．LE

3、IChao‐Yang，LIUHuai‐Shan．Studyonrelationbetweentransmissionandreflectionresponsesofpassiveseismicimaging［J］．PeriodicalofOceanUniversityofChina，２０１７，４７（６）：１１２‐１１８．常规地震勘探中，为了对地下构造成像通常需要放散射介质中格林函数的提取，并给出了震源放置的强能量震源激发地震波，如炸药或天然地震，并按一定标准，即震源应该组成一个完美的逆时装置。Derode［７‐８］的排列方式布置检波器进行接收。而被动源地震干涉等在

4、开放介质中利用波动方程的逆时不变原理，从法提供了另一种可能性，即从接收器记录的透射响应物理意义的角度给出了格林函数提取的公式。Snied‐（噪声）中提取关于地下的有效信息进而对地下构造成［９］er基于稳相位理论对从尾波中提取格林函数进行了像，而不需要人工激发地震波。［１０‐１１］［１２‐１３］分析。Shapiro等和Sabra等对从噪声中提取地震波传播中透射与反射响应的关系首先由面波响应进行了研究，得出了非常理想的成像结果。［１］Claerbout教授对层状模型进行了理论推导。并提出［１４］Weaver在Science上的一篇文章中对地震噪声中的猜想：通过对地表两

5、个接收器记录的透射噪声进行互有效信息进行了详细描述。Wapenaar［１５］对地震干涉相关可以构建好像在一个接收器上记录而在另一个接法的格林函数表示进行了研究，为地震干涉法建立了［２］收器上激发的波场。Cole试图用实际数据验证Clae‐坚实的数学基础。Draganov［１６‐１７］利用实际数据证明了rbout的猜想，但是由于数据质量的原因没有得到可靠从噪声中提取反射响应的可行性。［３］的结论。Rickett和Claerbout利用相移法合成噪声本文通过一维分析直观展示了如何从透射响应中记录，通过数值模拟验证了Claerbout的猜想。Wap‐提取出反射响应，利用

6、逆时不变原理给出了从被动波［４］enaar利用单程波互易理论对Claerbout的猜想进行场中提取波场响应的物理解释，并根据相关型互易理［５］了理论证明。Weaver等在超声学领域利用实验证明论推导了透射与反射响应的关系，基于震源不相关性了利用互相关提取格林函数的有效性。Campillo和的假设得出通常称为“被动源成像”的计算公式。通过［６］Paul首次利用互相关从地震尾波中提取出面波响应，有限差分法实现了高效的噪声波场模拟，分别从散射［７］极大推动了地震干涉法的发展。Derode等探讨了开波场与确定波场中提取出有效的反射信号，证实了理磁基金项目：国家自然科学基金

7、项目（４１１７６０７７；４１２３０３８）；国家高技术研究发展计划项目（２０１３AA０９２５０１）资助SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina（４１１７６０７７，４１２３０３８）andNationalHighTechnologyResearchandDe‐velopmentProgramofChina（２０１３AA０９２５０１）收稿日期：２０１５‐１２‐３１；修订日期：２０１６‐０２‐１２作者简介：雷朝阳（１９９１‐），男，硕士生，主要从事地震干涉法研究。E‐mail：４５３６３１８６９＠qq．com

8、磁磁通讯作