地震地质 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (2): 582-596.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.20240028
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潘纪顺1)(
), 张允涛1,2),*(
), 王夫运2), 酆少英2), 姬计法2), 戚慧1), 唐一帆1), 王鑫宇1)
收稿日期:2025-03-12
修回日期:2025-12-20
出版日期:2026-04-20
发布日期:2026-05-14
通讯作者:
* 张允涛, 男, 1998年生, 硕士, 助理工程师, 主要从事活断层探测及地震层析成像研究, E-mail: zyt@gec.ac.cn。
作者简介:基金资助:
PAN Ji-shun1)(
), ZHANG Yun-tao1,2),*(
), WANG Fu-yun2), FENG Shao-ying2), JI Ji-fa2), QI Hui1), TANG Yi-fan1), WANG Xin-yu1)
Received:2025-03-12
Revised:2025-12-20
Online:2026-04-20
Published:2026-05-14
摘要:
使用初至波与反射波联合层析成像方法反演呼和浩特-包头盆地深地震反射数据, 获得了呼包盆地浅层地区精细的P波速度结构。正演采用基于网格方程求解器的快速扫描算法(FSM), 规避了复杂介质中非线性射线难以追踪的难题; 反演采用限制内存的拟牛顿法(L-BFGS), 并与伴随方法联合, 可避免计算Hessian矩阵的高昂成本, 尤其适应大规模反演问题。结果显示, 在测线40km和53km处存在明显的速度差异, 且深度延伸至盆地基底面。结合区域地质背景、 前人研究结果认为, 速度差异处与鄂尔多斯北缘断裂组成的断裂带位置基本吻合, 表明层析成像结果的可靠性。
潘纪顺, 张允涛, 王夫运, 酆少英, 姬计法, 戚慧, 唐一帆, 王鑫宇. 初至波与反射波联合层析成像及其在呼包盆地地下结构探测中的应用[J]. 地震地质, 2026, 48(2): 582-596.
PAN Ji-shun, ZHANG Yun-tao, WANG Fu-yun, FENG Shao-ying, JI Ji-fa, QI Hui, TANG Yi-fan, WANG Xin-yu. JOINT TOMOGRAPHY OF FIRST ARRIVAL AND REFLECTION WAVES AND ITS APPLICATION ON SUBSURFACE STRUCTURE DETECTION IN THE HUHHOT-BAOTOU BASIN[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2026, 48(2): 582-596.
图1 研究区地质概况和深地震反射测线的位置(改自酆少英等,2015) 黑色实线代表深地震反射剖面的位置。F1岱海北缘断裂; F2大青山山前断裂; F3鄂尔多斯北缘断裂; F4和林格尔断裂; F5口泉断裂; F6岱海南缘断裂。Ⅰ 阴山隆起; Ⅱ 鄂尔多斯隆起; Ⅲ 河套断陷; Ⅳ 岱海断陷; Ⅴ 山西北部断陷; Ⅵ 吕梁隆起
Fig. 1 Map of geological background and the seismic reflection profile of the study area (modified from FENG Shao-ying et al., 2015).
图3 呼包盆地的沉积层反射时间剖面图(酆少英等,2015)
Fig. 3 Time profile of sedimentary layers by reflection exploration in the Huhhot-Baotou Basin (FENG Shao-ying et al., 2015).
| 地层 | 最浅部坐标 | 最深部坐标 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| x/m | y/m | x/m | y/m | ||
| TQ | 48060 | 800 | 36720 | 1210 | |
| TN | 48060 | 1000 | 36720 | 2500 | |
| TE | 48060 | 1100 | 36720 | 2800 | |
| Tg | 48060 | 1200 | 36720 | 3300 | |
表1 初始模型中反射波组深度位置信息
Table 1 Position information of reflection wave groups in the initial model
| 地层 | 最浅部坐标 | 最深部坐标 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| x/m | y/m | x/m | y/m | ||
| TQ | 48060 | 800 | 36720 | 1210 | |
| TN | 48060 | 1000 | 36720 | 2500 | |
| TE | 48060 | 1100 | 36720 | 2800 | |
| Tg | 48060 | 1200 | 36720 | 3300 | |
图6 初至波层析成像、 反射波层析成像、 初至波反射波联合层析成像结果图 a 初至波层析成像结果; b 反射波层析成像结果; c 联合层析成像结果; d 初至波层析成像结果与初始模型的差; e 反射波层析成像结果与初始模型的差; f 联合层析成像结果与初始模型的差
Fig. 6 Results from first arrival tomography, reflection tomography, and joint first arrival and reflection tomography respectively.
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