Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Решение задачи лучевой сейсмографии по данным от взрывов и местных землетрясений

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Решение задачи лучевой сейсмографии по данным от взрывов и местных землетрясений"

Щ9.\\ I 5.2.

российская акацемш наук институт фюш! земли им. о.сл;м(Тгд

На правея рр:огт;:гя УДК ббс.83Л

СУАГДИЧЕНКО Тстьяса Алвисеэдрснпз ШЛЕИ® задш ЛУЧЕВОЕ СЕЙС.СТС1«0ГРА<ГШ

по дшгм от езрьзов и местных земигрясейл

СпБЦпадътгость 04.00.22 - госфазикз

АВТОРЕФЕРАТ

дясс&ртацш? за соискания учоггай стетгг" пшдидаэга фззжга-мзтэиатачо сны по у.:

моске®. 19-П2

Работе вышляона в Института физики Вешш Российской АН ( РАН )

Кв'гчньй руководитель - доктор' физкко-математнчвских наук , чязЕ-кэрроопоадвнт РАН А.В.Николаев

(ХЕпцЕалыгш ошюЕвЕти : доктор физико-математических наук Бужштьбер 8.Ы.

кацвддет гео^яго-минвратгиче скос щук Ефимова Е.А.

Ведутз.г,я оргашзацпя - ГеологичаскиЯ институт Кольского научного центра

Защита диссертации состоится " ^¿о^^ 1982г.

в Щ часов на заседании Схшцаалазяровашюго Совета К.002.08.04 Института фЕЗята Еаша РАН / 123810,Москва, Д-242,Б.Грузинская,10/

С дяссармциой шхзи ознакомится в биОлЕогекв Й13 . Ааторэфэрат разослан " 2.Ц " 1992г.

Учаша секретарь Спзциализпровавшго Совета

кандидат фазика-математических наук Завьялов А.Д.

ОКШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Лктуалькпсть_то?/ч. В послэдяоо время нерол гепфошгоЯ статп*-:я задача всо Oo.iso детального гоучьнкл стгаГхтп грл.-: ¡ п лротонпо-ук н sea процэсссв . Гробявкз гэофжнгчоского тиатораага особэп-» актуальна для соЧсгавявшва рвпгэноз.зоп янтопшгэтй рчзра-!отки полэздах пскопэогаЕс.рзйжоа зкапогичаскогэ Оедстиея .Подог* ш построовсэ грэлйзрных "фотографлЯ" свойств ерада п тера-

JOTpOD волнового коля с11л30нн с егф,!фсшг9м п опйсгжку !1

г.отодои тскографлл.

Соль работ» о сэдоргавстаошшв котодетя опрсдэлзгач обьзи-кзэ тдоля сродц по врэгжотш гсзрпнг пстушзгаий сойскячесхзж Р-ноля >? доспшх зачлзтрясожШ и шр:яив , а яма» ракребоягз яатарзя-пзеяого алгоритма.

Осшышэ гадачп тодртададшогся за рзоеша» гатсдзиоекас г задач практглосаого щшпвапа ыэтсущаа.

1. Адатттадял *»тодо тсгадтатедьяого янчатозг-л енокагай к гучзстзуэдпга услозшж экспорт «опта, в чпсткссл'.к р.-астаг* сегллв-¡рзсоптитм.

2. Разработка хйгггс,тяг"о;гьпого алгоритма построения скорсстшгс зязрэзов а оцэяка кл честь::) долучовепго радении?.

3. Исследование корректное«! реаэаяя » ввбоу опосебе рпгудя-лзпцип, ois,nni58 скорости саядпгаетр.

Л. Прокэрка »{фэкглвааств вягоритма un. '¿сотовнх жгдвлях.

5. Отадзаив ивкота прогрз*«,поэволпаг,зго бистро я экоиорз лгшть задач? дет кзучээтл счсростной структура срзда с гслет-гастьл пос-тоянкого кэлтрш» гсггй^ттрзтатс-ра за процессом ропелал .

1. Срайявнш результатов пршэнепая штода последовательного шчиташш аномалий с имендейся геологической информацией ш достаточно полно изученному району Капто-Токей (Япония). Сопостеп-двние с данными других исследований но атому району с целью у точке 1шя строения среда.

2. Использование полученной методики для оценки скоростных аитвраль:шх неодаорсдностей по даншш , подученным на профилях ГСЗ района Кольского аоза (со зерна и часть Балтийского п^гга).

ШЖННШ__Известный катод последовательного вычитания

аномалий,разработанный для тэлесейсмнчэских событий (Николаов А.В Саншш И.А. ,1936)адаптирован к новым условиям зкепэрашнта,когда наблюденными данными яиляются времена вступлений Р-волн от близких вешютрясэний и азрьшоз.

В кячаствэ начального приблиэюння в отлнчиа ст однородно-слоис модели исполъз^отся слонсто-градвентная модель .

Для решения евдвчд восстановления строения среди (обратная га дача)предлозаш метод,в основе которого лежат дополнительные крате рии выбора геофизически ннто^оротируеыого решения. Устойчивость решения обеспечивается тэы.чта поиск его представляет собой процедуру мшшшэации взвешенной нормы невязки,в используемые критерии определяет- алгоритм этого ■-диска.Доказана сходимость метода к решении, наиболее соответствупцрму имвпдейся геофизической информядс, Дана теоретическая оценка скорости сходимости метода в зависимост от параметров выбранной опорной «одели и от конфигурации системы наблвденай.Это позволило разработать рекомендации по практическое использовании метода .

Создан бистродействунида алгоритм оценки скорок?7ЕМГ нэоднород-гастей по невязкам вромэн пробега рэфрэптропппгз.х я гояовпнх волге 5 учетом введенных кртгтвргвв, работающий з игтврзктншгом рожкмэ для здучая, когда источкгают я пртокздкп рвстюхоявш я одаой области гсслядувшЗ срэди.З алгоритме учтены вффжто.гатзагаш: с кривил-пей зейентзеного луча, прзлтагтеяия на грэжцяг. йдпкте , а тгюго грйбованив шшадання луча ъ зараквв зад^ппутэ ой-паста кт,точгнкл,

Нзшгсан па ко г прсграг«4,роах-.пухш.1 рзботу глгоржтш я оптимально ориентированный па етзлогаоста 8Ш тало РС.пэзяоляэдпй

.■¡ЯаЧЕТЗЛЬЕО йКОПОМЯТЬ ПйМЛТЬ , ОбЗСОТЧИЯЯТЬ ЮТВрЗКПХЕЮИ ПОСТ! ргбота с прявлэчвнпва априорной кпфоргацга и ааятрась з« ходог рвггвтм.

Разработанный алгорати ояреОовэя по етдп.тыкис примерах я ип данных рзальпю: сейсгалсотчвсяюс злблвретсЯ с рг^гз Ничто-Токгй. Г&мугеншэ шеокоэ ::ачветпо кссатеиап-ви/Ш гягедвтальстиучт о хорошей работоспюсоЗнссщ алгоритма.

Пряктатоская значимость. Ичтод псошдойлтгзлыгог-о знчтатя

ей»вт ПрЭПХУ1Г,вСТОЭ КЭрЭД ТОП ЙОЯРО ЗВ«чк?.Ч19 „здн

контраста» каодаородзозть срода.Ксст'й яягерагт адзггткровпгг 5» уоогвям , когда лстачнигст расашамтана з овье«э ерэда

и вод вам.Это отормваэ? возжшшмзь падртаааг* но яажю сяЬгязчосхг актзнгнх рвЯодоэ , «стлэуя корову» п(пди)мг-1г.#ду» ойсздпясеть, го и строонля сроду,ойялдащьй мзтфосвйсиачнагтьга: влогкуг.улруе "м: гэоторогдезаЗ ввфга н гззо , рудгнх кэотороядеяп£, п/^терчальпих с др. Такгм обрезок , рооребстснзкл трзшггдссшш'*?«

тсметрэфаа эсгосте&ишм образом оочвта-зтвл я дохкшюэ? ахасспсвпуз гогюгрсфзв.всгальзутздо то яэ со^ттю-яска яюяотткв.

Пролстозлпетоя яозхгаЕгшм едаотацю аэторетаа хдеехдекташю к откягаи со8с®р8запдо,1яик нэйлздэшяк.

Основана долокэвкя дассертацнонпой paöovt докладывались шз ЕЗсосозгоной кокфорейцая юлодах учэных (г Пэрзс^вль-Ьалзс^ний , ISSQ г.), на III научно-техиическо совецавш ю гвстомогрофпа(р.Свэрдыэзск, IS9Ï г.),на сшвдгаре я Оораторш рагиопелыюа геофизика ГеаЕопяэского изстатутс Кольсаи го научного цаытрэ МН е ISSQ г. ,на III ааучно-техничпском сово-цаи^д no гоотогдлрзфйи ( г.Свардствсх ,1931 г. ),на v-ом Бсвсоав-ноы сягллоэиуш ко гачнслкуйльЕс^ томогр£-фал(г.3воажтород Шсгсов-скоЯ ой.ч. ) a I33I г. ,на квуч-ю:,: сшжнсре "Вопроси теории к практика rooji>rri4ú0¡:oa ннторггре?ацаа гравлтадяоаных к ьгагшггних аномалий " (г.Шскла) d 19ЭС г.

Ei'.5-MíLrlíiiif_ По tea.-» робота опублпкомно з статьи .

Структура i паботц, Дяссортация состоит и ввадэния,четырех глаз захшионля а сшека ли сэратуры , содержащего 13Ц ношэаовошШ . РаботЕ содара^г 1Ю стрг.; ïa;i, к-:а:иноансгаго рэкета , 24- рчеуюю ¿втор шр^аавт большуп прзэзвтельшеть своому научка-ду руководителя Николаеву A.B. .ад вечоторогзга годдераку и помощь , Бугшнскону Г.К. за прзяаг&адое внимание, консультации , ев шкоць в EL'fcpa H£tr:aEJ»»í ии исссодовавия .

Asrop ао'.фонай üaaro^ ,-ат Соазау И.А. за нэоц&ниыую помощь на проткал<TiÄ всей работа , за постоянное вяьлиггле , участие прзкгическш ссг.аты ; Долбидкину Н.А.,Уаркана В.Г..Га^отна И.К. .за критические эптчатя а тобзеодшиш советы ; Еременко O.A. г хюшщь в офорллянкп результата,коллективы лвбораторай ВОЗ и 801 ШЗ АН РАН »а товарящоскую подцэрзку и участке .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во.впваэнш дпется общая характеристика работа. Глава 1.№3!,И0-ИАТЕМАТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЛУЧЕ1ЮИ СЕИгаЮТОМОГРАФИИ. Рассштрэна фЕзкко-каъ'змвтичвсиая постановка одгюК пз задет сг;й-сдатомографии,когда в качестве нобладаэжго сзйсжгаоского иприта тра выступает время встушшпия свйскгчоеке'! полпм.о в кэчосте'л

«

исслэдувмого оОыэкта - скорость распростраижтя сэйсжгсссксй кутки

Рэшеннв такой задачи базнруэтся т сгодутцах прэдао-гожанаях : распространена свйс?,гачоскоа ваши проясгодгг по законен гсомьтра-чвскоа сайсяики , птягггсл прэдввритэлышэ двнннэ о распрсдэлз;;да!1 скорости в сродо .

Тогда 1£с.т!?о записать :

Т - / 1.хуспэс1в - / ГС я}с.1а С1->

I. ЬСГ)

Здось т - время прсбэга вдоль луча I- . Задаче опред«о летал

скорости ус>о является пплхпэ&иоЗ кз-за слогёгой г-аа:,:с??х)сгп ьспот

г . Общего рэшегшл задач тала си пэ супрсть-уот . В про ддо лоте ггэгс

¡олоста горизонтальных варзацнй спсроотл рчссггатршзпоте!-:

лннэаризоваппая постановка задача ( Ромяноп В.Г.-. 1572 ).

ат - ! гс*>аз сгэ

1.СГ<0

где гсзэ = гсхэ - гос£> Кшгагряровашю вэдртся вдоль луча.соатветатвувдото опорной

!.ЮДЭХИ .

¿т - нэвязкз временя пробэга , разность магду лгблздзшнч л зачисленным врпмвпом , соотавтствутарм опорной дадгэл.» .

Формулу для горизонталью неоднородных сред можно такаэ записать и вида

ciT = J - dVCX.£>'CVoC£)i ds СЗ) LCVoi

Здесь dvcx.zj аномалия скорости , отклонение истинного распределения скорости в сродб от скорости , соотвэтствуицеЗ опорной модели .

L зависимости lco or г в сойсмо томографии задача Еоссталоалэнил моделей ш данная наблюдаемого сейскичэского Ешрачютрэ решается способами , которые шяю разбить на два сюлыш,:^ группы : мэтодк , основанные на праобра зоваааи Радона и штода алгебраической инверсии.

Й работе рассмотрены существующие в томографии альторшлчнкшь способу получения обратного преобразования Радона .которые можно

КЛаССИфЭДЗрОБаТЬ На ЫЭТОда ООраТНОГО ПрОвЦИрОВаНИЯ (Bregman N. D. Chapear. С. Н. .ISQ6;Fen9 Rui ,1986 ; Feng Rut and Wu Lijun. 1990 ЭИ метода,основанные Ш! гарьюаачоскоы разложении (cor mack a.m. ,1963), Дана кратка/, характеристика методов,которые ысжао отнести к упомянутой вше группе алъчт.рнатшзянх ьгэтедов обратного проецирования ; метод перосэкаодшзя трасс, прэдяоаенннй Бугаевскиы Г.Н..И метод площодаого картирована схороотвой неоднородности мантии , автора которого является Виадик Л/,5.

Строго говоря,вти молоды дазэт? лишь приближенное представлашсз о трпнсшрсалъно-неоднородноа иодвлн среда , так как трыбуи? для получения корректного решения полноты исходных да этих, что достагс втся с трудом в сейскологаческой практике.Однако представляется целесообразном использовать результат однослойного восстановлена* среда как парвуп аппроксимацию для прзмешпкя рассмотрэшшго в данной работе мотода последовательного вычитания.

Оппсаш! кэтода алгобраичзтазй швррс'.гл,которяе жшо роздо.шггь гю способу параметризации мо/рли и сродч ns исютп, осаогзяшшо па разлогапда в ряд по бтаппгч;.! функциям яо1гутгогралыю& фужа^отг из сгэ { л. и.

id84,19sg,ïш7; s*to,i959 ; ЯиОВСКЯП ? .В. ,tDQVAVm р.к. 1ЭТЗ .Трзуссв Л.В., 15QS ) ;

на формвлязш Бой^сп-1Хтьбэрта(Я®:сия:я:! ?.Б.ДВ83, Гобсротпга B.C. .Пнозскпп Т.Б. Д585,Дгитар Л.Г. ,1990) ка получении огдеяш еоззрфппя скорости в отдвльюк

бЛОИах Срвда (Akl К. et. al. .137Я .Roraanowlez 3. Л. ,1579, Reasenberg P. ,I320,Dorb»th С. . Dorbith L. ai. ,1965 ) Эта группа мзтодов и «лгорьтисэ в отлгс» о? сродадапо* в* тробуо* ПЯВЕШ! ЯВНЫХ формул ОбрСЗДеНИЯ »ОДШ1КО Дйй-i' ЕОИЛЭТСТОСТЬ го-атроояля пратаыик ро^эшй! прл натачал оизадудашгш: отупзи^эпгй я псгаздьзозапиа дошиигголкиос продползаэпдй.Яоходвай набор дапянг пряс оя>я <s*r» оггакетеи.Использсвзшза ксгдого то подкодрв

сашаугомялутой ipynrj трэбуот тщягалъжго таэлсза ®> только с тотаа эроют ярааавяеьтсо отокатечвсаого кяэтратс.ш к учета яга-тфки son вход!иа дяпчнг так и ксоявдуьжхэ рггясяа п др.чом.

Г глете проакалазгфсгаавя ova «апда и едммжд злмп-

ЧО.ЧЗ' .

Прзкошняэ роалогопия по' бвзтяшп свлг-йьз со гипчкто--

дьнамг вачисяагальнннл затратами нг нчзшвзшео «ояффшкстятон гора-lasspaaamoi.íipk этой существует пэобгодггаость оезэдэявфя гпрогг, зв ко-торюе розлпэпяэ торяо? фигадаский; сяасл.С вгкгадо такого подхода аяшо получать достаточна уетс&гдвыэ рвюяая nj/я кзуч' аяк еташп& мазтоз л ядра -гду сотостеапао ождзть ттводаор-^дость ,сек-

ОЛЗЗВМуО С'слоа Г.'ЯДТОЙ ^yHiOÇffia.

Основной наудрботаэ применения этого катода для изучения кора и взрхнэй мантии связано с тем,что трудно при интерпретация оцепить надежность получаемых результатов .которая оказывается одинаковой как в кастах густо пзрасзкаеках лучами , ток и там, где гю]ч;01>чвю1б огоутстаует.

Шдаод.заклотахшнйся в использовании формализма Бейхуса-Гиль-Оерта,получил прэимуифствапнов прндананаэ при изучения трехшршэй структуры гладких сред. Он оказался бсмюс целесообразным для поверхностных волгл при условии шеокой точности входных давних. Одшзко настсранаваэт больиой обьоы и сложность вычислений, возшхкащта здось.

Брэдиочталио иэшо отдать тротьай группа катодов инверсии , основа иных на локальной параметризации с роды.

Удобство такого подхода и его отличие в возможности решения, как правило однпа систаын алгебраических уравнений , когда , ввизваствыми параметрами яваотгся значения аномалий скоро ста в локальных учасках среда.

Существует несколько ангоротшв решения подобных систем . Результат работ каждого из них определяется видом исходной матраца,которая ,в ошв ичородь, является сладствиэм используем системы найлэдвнийСчисла блоков в зависимых набдвдашй)и качеси денных.

На практике матрицы оказывается сильно разреженными , а систоаш плохообусловлашшш.Твм на менее, алгоритмы позволят а лучить компромиссные решения ,дащш достаточно полное прадстапл нир об изучаемой среде.

D гл.чпэ приведено спнсэяио способов числргггаго решения возтшавдкк систем :

посредством сингулярного разлог-эяпя иогодчой катрану (методом ПСОВДООбрПЩОНИЯ ) (Aki К. et. г.) . , 197?, DzliF-wons-ki A. M.et. .1984, Булгаков D.A.a др.,1Э87,Сокэнвц й.В.е 1988,Буянов А.Ф.,1989 ); итврацаогспми методами :

ЯЛГебрЗИЧЭСПОЙ рэктасгруюргл ( Gordon R. «t.ai. .1970; Herman wt. al.. 1973,1980 ;Jehlrc i.'akanlshi ,1984 ) одновременной чявратавдай реконструкция ( Ефянюва E.A.u др., I98G .Gilbert P. ,197.2 ; Ivanison S. 19ЬЗ ); проогсрюгяымп гатодаии :

Ж ГОДОМ СОПрЯЖЭЯШЛГ грядконтор ( Pox L. a Ни-Ь?у II. and Wilkinson J. .1940 , Kestenea M.et.si. ,1552,ISRO ) St ОГО вариантами ( Lanezoc C. .1950 ,Paige С. G. .Eaundera M. A. , 1392 fNolet G. ,1985 , SpaKmnn V. . I9£6 ).

Днш характеристики математических аспектов рвпэлм перечисленных геи9 способов .

Иотод сингулярного рсзлоЕэтя дает устойчивое рэпэпиэ толы-со в области ненулевих сингулярныг чисел. Н&эдпнстбошость ,лозтгикнп -щвя в ситуация штохоЯ обуошялекяоста citcreif, котерь я чяь;о сдучйог-ся ,когда исходными являатоя дашгле от гюсппк ч&мяэтрясопай, преодолевается использованием большого набора дтшш.. В качестве недостатка отаэчзко требойшше докиплт-гольт^х зетрят ил жрэшотга ненулевых влокаятов .гоявлятщатзя в результата уг-юта.ття мэтрлци сггсто'Я! на транснонЕроватшуи.

Итерационные катоды дают,как пряиоо.ашкуа сгодгаость.что i rxi-еодит к необходимости рэшэЕкя пэрвмасттвбароБагсюЗ chct?m?j .

уравнешйЛ-рудаЬоти щштааивл ягах катодов связаны с ьоъыошюсгъп г.ашшг^ш перг-шлштня даже при налива точного решоняя .

Провыщош&'в методу гораздо продпочгитальнва вмгэ рассмотренных. Она дают хороиуи сходаюсть е cic!cj& иаишньашх квадратен.Но здесь иэдр ; тагквать затре-гя м&зкшгзх ресурсов на хрэпоазэ Оазясшх векторов.

Поставленная а работе задача рассмотрена с точки зрения требования «ловлй кзрректшстн.В глава приведены cnoccOu гостроэ-ыяя устоЗчишг ш отнгл^яиэт к нота возмущениям в исходшп данных адгорптшв путем цзмзздрнпя регудяразирутары операторов н опре делания парамэтрч fwгцущж*.r.i;tui, а тагос с использованием статзстичэско го подхода .

Дан Kpavstó обзор суцоствуедих способов рашэння,когда данными являйтсл времена вступлений Р-вэлн от костных землетрясений б взрывов . АПШШЗ ПрЛЕвДВЯ С рЕЗДОЛвШЭМ рйСОТ («el К. .Lee W. Н. К. , I97G i Яновская Т.Б. 19П0 Павоварова Н.Б.,Станина Л.Б.,1981 i Бурмь.сов D.A., Винкак Л.П. , '¿раусов А.В.,1983;Папенькина З.Р., Шедудько И.Ф.к др.1903; 1Lq;¡¡ji£ob C.A.I9S5;Bqtob Е.,Бурмвков D.A., Велев А.и др., 1937;Буянац ; ,1989)га подходам к реализации ■ основных оташв : параметризации модели,регуляризация решения , выбора вычислительного алгоритма.К основный способам решения .рассмотренным выше.согласно проведанного анализа добавлены следущда.

Эволюционный способ (Млшныаша 3.Р..Шедудько И.Ф.и др,)даат надогнув хорошую схечу вычислений ,но,как отмечают сами авторы, уязвйшетьп этого «¿этода является то,что больную роль играет мэра предсказания глубины прошкновония луча в среду.

йгеиелнтельше алгоритм'! (Шгоовароаа Н.Б.,Славшха Л.Б.)у опасно

БОССТВЕйВЛШВаГГТ п0лэ2внез к скорость срйсжпоской ЕОЛНЫ , НО в Гб-явстя гаиодонтров н та-ут Онть ксяользовзвч дал .ггитгг-ца"! гаордкяпт ГШГОЦЭЕТроП.

Относэтелыго оптимизационного подхода (Курлллоа O.A.), Олгак'Х'о к вроокциопшы катодам, конто сковать , что тут •¡■робуотся зллчтетсд?,-пая часть дотголютолыспс пгисд8зий(нн калдэч ваге т*терзцпокпо7-о процесса вкчнсляэтсп производная оператора прямой задптл) „ппсгжт-ря па горошуп аффектяинсоть кг» то да в цалом.

вывода

Исзодя пз ШЕВкзлпгзпного , ¡лсята сдэлать сладу ¿прет гллю^л. Проблзtei .вознвквщие прв роиэшпг задач гггзпцгоетгя соЗсчатошгра-Сячестаа кэтодяка,нсяпн> раос.-итргоать в двух аспектах.Перша связан с пройшлвгп восстажзплэштя двташюго стрсокчя сроди.з втп^юа с проблэкаг.га корректности рэшеввя плохосб/слзпкэишгх систем алгебраических ургжшшгЛ.Кретзркн правильности поаучеэмих ршв-гий со-гошваются на задача, а шзняо па соглаеовспил ксяк>тппго

результата с имэлцякисп апртэрянмн продстеиленияет об изучаемой сред» (критерия интэрпрэтзруекости).

Глава 2.РШЖЕ ЗАДАЧУ! ЛУЧЕВОЙ СОСМОТШОГРАФИИ ПО ДАННЫМ ОТ" шамс ЗЫ.!ЛЕТРЯ0ЕНИИ И В31Ш303 НА ОСНОВЕ МЕТОДА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ШЧЙГАНИЯ АН01ШШК.

3 нвотолярй главе дано росзыиэ обратной задача сейсмдни ua основа мэтода последовательного уичитапия аномалий , вяоршо щкмэнвншлчг для даетиах теласэйсмгг.сл (Николаев А.В.,Сашнв И.А.,1986).Мэтод разработпя дня сред, со до рга^^ы: отдельна» контрастные шшочешш . Оцэшги вклад Ш'л^лэо сальши нэодаородглостэй в найлвдонном воле повязок врешн пр;:хода, ижю ввдвлмть кэпее контрастно н Tai: далео .Предлагаемая иотодзка "последовательного шчктания пноиалнй" позвол1шт aasac-üfb ДЕтаишгоо*!» наследования сдозшыюстровшшх структур .

Для ощюдалвикя скоростной структуры ыосладуешго районе. и качества изОлздршшх да шик Сшш использована времена прихода иарз, вступлеаяй Р-еолн от взр1Шов ¡ars от гипоцентров местных землетрясений, расвшлжвнгшх на различной глубине.Сдстока набладввий ö:isa при этом как профкльнал так к гшэдздкая .

Та", кап время в очаго 1гл>д.тпагалось доадстаым , то даншма фактически являлись набляу^нше врвмапа пробега сейсмических шли ОТ источников к пр'шгжипч^:,'

Согласно лшэаризованшй постановка задачи (Ахексаав A.C., Романов В.Г.,1937)скоростной разрез V(x,г)представлялся в вида

V(x,z)= Vo(£)+ 67(Х,К) Основным ограничэшвы являлось условие —| << i В рамках ограничений лучевой теория справедливо уравнение:

6Т» - J da (2.1)

где m - помэр луча; знтегркровашго вдоль дуче im ,соотватстяуиц?-• го выбранной опорной модели.

Esura сдоллпы слодутацга првднологашй :

15 опорная МОДЭЛЬ ХВраКТЭрЕЗуВТСЯ ПОСТОЯНЯ!!?-! ГрЕДЕЯОТОМ спорости с глубиной D црэдвлйх одного слоя.Скорость Я Првда.ТЕЗ: едкого алоя опгснваотсл дегойотм законом 7о(z)-VD+7tz, гдя ГО к VI-пврагатрц.

as ккдаЯ сдой состоит m пргггоугольЕнг: блскоп.Сэгдясгэ стшр-коделп усредшпдоэ знпчопто скорости л блякэ опродрлгэгая вэ-лзгтаиям скоростей Voi^ - tuc&'o я » УэСт^.гдз eu.-, я да глубины ,шз которое располагается вэрхняя п шсвдля'гр&пп к того блока ;кавзкалышй горпвонталыша разстр блока ^ ипро^апязтсл длгатоа еолви рэгастрщзуЕг^г'о сигнала -,

зэ луч определялся согласно олорязй гадэлл г.пт: плосярп терпкая ; пр&тмлшгю па бо::оошс ^-рэпг.х бяжоа яэ учптпЕзлиоь .

Пусть я-мй jqtc поросенка? к Огожш срода .Тог/я пръ: сдэлйтг'>>: прэдполпзэшют ураннвягаэ (2.1) гккгю пэрэпттсзть а пэтв :

„ 2 to

3c=i 1вь 7о. (а)

Если хартаторниа разгара тюднпродппстэй срэда пртеосходят тиз

кэри блоков(Буязсв А.ОС. ,IS89)to п пэрвок зэтблгЕжгзи сщ'аввдагаво:

к

ЛТч. ~ п Г» £3n-k (3.2)

t»»

ГДЭ Шс - <- —> уср©даЭЕНВЛ.ШЛ?"ТПНЙ ГО k fC? йлису

vo* (г.) к

- ДСТНЛ га - того лучп В к ТОМ бЛОКЭ , « J йз

1«Ые

Согласно сдэланзого проршлг:гания отаосгтольго oiionnoS гадоля ,оа-родохсл: & - £

огсцдэ г* * <-~*ш*.?л>л----idhl^zpjl

Vo('Aik )Yo(ZSb) Yok

i.e. Vok - срэднве гоокатрнческое пзлпчия Уо(гик).

Учзливая последнее равенство, уравяэнпэ (2.2) для всех лучей конца aaira J'xb в вида системы лянвйных алгебраических уравнений' A« dV = dT + t ■ <гРб- (2.3)

а - матраца , алшгэнты которой

is ^ voi1 - для блоков .пересекаемых дучош

о - ослп пересеченье отсутствует

Элеыэнтвка вектора dv ладятся одвшпг <-6V >k „

сЛраб._ Еоктар раашроы мха влеаати которого представляется в

наб. наб. рес. рас. ВЦДВ : <5Tm »-Tm - Tm , Tm - в рами и - того дуча.соот-

гэтзтвунцэе опорной ксдала.

Система урапненаа(2.3) на практике часто шюхообусловлена .Согласно требованиям коррэктности шшонив определяется как вектор dv«

наб.а

который минимизирует сумму ква^аатов невязок с A«dV - ат э « ■ рас. наб. а

= ¡CdT - dT 3

Используемый в работа игасоб минимизации рассматриваемого • функционале носет название покоординатного цэтода возшшшх ш:правлений .

Релоннв определяется как :

dV» » аг grain FCdVi dV « R

г ы к г

Где FCdVD » ||A«dV - d-f^6- I) = £ С £ amk 6Vk - 6Tm D (2.4)

Возшжно , имеется более , чвм один вектор dv» , который 15ишшвзирует FCdvo . Предлагаешй способ дает возможность управления выбором конкретного решения из множестве решений кандидатов .

Яцон рошэшга в вадэ :

1 1-1

ау ■* ач * (2.5)

гда 1 «1.2.3... - покер итерации . хь - ¡гавффяцтагга , егозщио физическая стисл .олисагошй нигэ ;

ек - яарактвркстическяй вектор к - того блока , т.о. здшшчннЯ вектор , у которого все коордгаатн кромэ !: рэшга о . а к - ая координата равна 1 . Для к - того блока полагаем

ХкЭ = РСйУ ХквО (3.6)

Соглясзо пспользуемсму иотоду внг.чвшп йтткдтоналэ (2.6)Етта~ сят от зкячэтпгЛ слв,душнее вэ-итчда :

а вжб. г

гсю =-41----ь-^о , , -------------- (2.7)

]{двк|| Е Кт*

Та к« „ для которгаг эта вэл~чшш мшссга&лыз! .опрадоляш1 нокэрт блоков , указкпаппгх направления поиска кт-тяругда футщ::и:татл р. Будем называть такив блока " контрастам ".

Соотвотсгвулцпв зяачэЕзе Хк* , определяв ют по слэдутсзй фар-

Наб.. Г БтЬ <5ТПа®' куле: Хк* - -СШ. - „ ---------^

МГ Е£пк 3

»л'

велзга'ну аногаалкп сгирастл.знсчачке которой в дянаон блока взлязт-ся "контрастным "ля фо.-го остальных .

наб.

Варнэкся к общепргтЯЯтнм обосначеняш : , т

Тогда (Я.З) имеет шд ах»у . «е и" . у е к™ ' («)

г

Расснятркваекий функцяэпал (2.4) запишется в взд-* : р ~ 11 II

Пусть п - ншэр итерации процесса .

I. Согласно (2.5) переход от к ж» звклвчэьтся в елвдуквдц:

/

xím.i » xm + X» ei« , Ш

С Axm - y, Aak*D

>™»г » »» -----nrr.vri—«--eke

"П^ТГ

2. Пусть xm - ТОЧКЕ В ЩЮСТрВНОТВе fc" , рассмотрим ПрЯкфО в R" . аадасаемую уравнением : xcx:> » хм + хек»

3. ОГрВИаЧЕМ У iíB ЦрКЫуП , ИЛИ ЬЗЙДГЭа фуНКЦИВ FCxm.«k»i.

Пазюхш <j) cx,xm.«:k»3 , fcxcx*33'min ксхсхээд

ХС R 1

Иссявдуеи шввдошв кнвчоенй функционала f на ш -ом шаге. Согласно методу строится сходящаяся последовательность:

O v' КС «»•.О < К СхкЭ < ...< .

FCxm»0 » KClotOsiin -

Ii¿'CTl. X* - püLií!HEj Ь СКИСЛО UHil СЕСТВШ УраВНВ2ИЙ(*) ПОЛОЖИМ Ах»=ул , тогда CAX!Ti-y,Aek*i«=CA>cm-ye.Aek»3.

Введэа обозг^ачакня z» » Акт - у® . vk»

Тогда

I jZMtij | = Цт || ,м| j , гда qrn « sir>sc2i». Vk«i

Итак, задача оценки схоргмти сходегшсти и исследования псвэдапия, фушщшшала сепдэтся к олг-одашшш угла швду ят и vk« .в свою очорадь этот угол шраацотся через "раствор" .т.е.чэраз угол ккэду

ВЭКТОраМЕ vi=vk»1 Е V3«v.í»a , НаПраВЛ.ТЩШХг ijoktopаШ ГНЛЭрПЛОС-К0С7ЯЙ Li S Lí ,13 которых Ы8ХОДЯТСЯ 2т И lm»í. Обозначим : ft » cví.vjí" coseví.vx)- величину "раствора". В г^швэ Еоказапг, справедлвиость равенства

хо + xi + xa

ХоА»А» - координаты точки 2. относительно Оазисных векторов VI.V».«

V е ы А 1я .

Рассмотрим функции у схо_х».хг:> точки в схол»л»5 .оиредалявмув формулой для чп,.она определена венду ¡сроггэ начала координат:

V : !-1хо—>й.* На единичном шаро она ограничена,и,еледоввтельпо, достигает своего абсолютного минимума в некоторой точке Во и ,так как функция инвариантна относиталыю любого луча,исходящего зз начала координат (усахо.ах«.ах* 5=усхо.х»,х0 5 ,то функция дрстагеот своего абсолютного минимума по отношению ко всему пространству, в на только на шара.

В работа установлены оцонкп :

агдтах V = 1

агдгсйп V = - соз а

Тяюзн образом для ч» справедлива оценка су».^* ^ цт < 1 . Геофизическая, интерпретация "раствора" заключается в следуодвм. Вектора V» и V» соответствуют блокам.Координата этих векторов -шрмагровашша длины путей соответствувдюс лучей в атих блоках. Величина "раствора" й определяется суммой попарного производвпня соответствувдих координат.Тают« образом,чем равномернее рсспредв-лапв лучл.тем больше ота су>®ба,тем быстрое сходимость метода. Кок ожэчено выше , о сновкой выигрышной чертой используемой в работе лштодакц является эозмоздость управления выбором рзшешш , шга-йодвэ соотЕвтстЕущего априорной геофизической информация ,из гаэп-щихся решений-кандидатов.Описаны предлагаемые критерии такого еу-бора.

Благодаря спацгфеко цепользуо^п данных ,:.*сзш> оцашгть вклад ствлзки Ерэмеш пробега вдоль каждого луча в рассматриваемо блока посредством гсзгдония весов. Прэимущаство г-этют те блоки ,кото-рие лучше других просвечиваются лучами о точки зрепая вклада пх

времвни в данные блоки .В работе приводятся описание нолячин весовых коэффициентов и матрицы весов.

Выше дано общее описание процесса решения ,основным этапом которого является вычисление сею, "опрос среды".Пра в том «юта случится так , что возникает группа численных значений .выделямца-яся своими максимумами maxi на фоне остальных.Определим максимальный порог для кю , сформировав группу наибольших значений .приближенно равных по модули в рюмках установленного порога. DCkO » CCkO = DCkO = ... = maxi

Номора kt.ks.ks ... указывай на группу значений скоростей ."подозрительных на контрастность" в соответствующих блоках . Возникает вопрос .Какой блок соответствует правильно выбранному направления поиска решения в рамках установленного порога Какой блок содержит "контрастную" аномалии,опродвляемуг' наилучшим образом?

Здесь ыохно предложить два критерия .Первое - выбирать тот

ui наб.х

блок,которому соответствует минимальное значение £ с<5Тт э

Это следует из слэдупцеЯ-оценки для оскЭ: ы» наб. * Mi ui наб.!

С Г Sn>k <5Tm 3 Г Smk Г i5Tm Ы1 H3Ö. Я

----^-------^ Z' (bJTn.)

_ „ _ 1 msi

£ Smk £ Smk

msl

Физически это означает . что преимущество имеют то блоки .для которых подученная невязка времени по шрэсекащю* их луча.* , наилучшим образом соответствует выбранной опорной шдоли среда -Вторым критерием выбора блоков являтся признак минимального статистического разброса коордчнат вектора навязок врашки пробег соответствугцнх лучам.пересекалаим рассматриваемые блоки,использ! кий ранее в условиях толвсейсмаки(Николаев A.B..Санина К.А..IS8S;

В работе дано списание алгоритма практической реализации лэтода.Еклшаидего в себя решение прямой задачи .и задачи восстановления скоростной структур! сродн ( обратной задачи ) .

Решение прямой задачи предлагается осуществлять по слвдущшл этапам :

1.Построение начальной градиэнпю - однородной шдвли по годографам рефрагированных волн на основе катода Герглотца-Вихерта , используя априорные геологические сведения по исследуемому региону .

2.Вычисление невязок времен пробега,корректировка начальной модели с целью получения опорной .

3.Расчет траектории лучей относительно откорректированной модели.

Приведено подробное описание последовательности спврацяа , рэализупщих каздай пз этапов .-1- и аппроксимация годогрзфоа 23 онрэдаление производных годографов зз применение метода Гарг-лотцв-Внхерта ¿з на основе получении! приближенных зависи-шстеЗ скорости от глубины построение начальной модели с постоянным градиентом скорости в пределах одного слоя ; 2 - о определение начального приблпзяния угла падения каждого луча на поверхность Земли аз для полученного угла падения прослэзиввннв даигения луча в блоковой срэдэ зз проверка шлучаекапс невязок времен пробега на выполнение условий адекватности исходпшл данным азкорректировка параметров начальной подели , возврат к п ; бзкорректировка углов падения лучэй на поверхность Земли в рамках полученной опорной шдвли -, 3 - рассчет трасс лучэй .

Представлено краткое описание решения обратной задачи , оп-рэдэдяемое последовательностью процедур :

I."Опрос" среды.заклтащайся в вычислении поля значений

аномалий скорости в рассматриваемых блоках.Спрадаланив группы "контрастных" аномалий.

2.Выбор блоков согласно установленным критериям.

3.Снятие "аффекта" выделению блоков.

наб.

4.С вновь полученным вектором чг возврат к п.1.

Приведено блок - схема алгоритма -Изложенные алгоритмы решения

прямой задачи и задачи восстановления параметров среда были реализованы в пакете программ для ЭВМ типе рс : пне программа,реализующая этапы I и 2 рошення прянгой задачи том программа,реализухщая 3 этап рэшения прямой задачи. resvel программа,реализующая п.1,2 решения обратной задвчи. answer . программа, рвализущая п.З ресания обратной задачи.

Программная алгоритмизация вкэет преимущества , позволяемо значительно акояомить память и увеличивать во много раз быстродействие по сравнению с предыдущей для случая голесобсмшси.А ншнно , осуцествлон принцип "за лучом ш блокам",что позволило рассматривать на все блоки среды , а только то , которые просвечены лучами. Результатом реализации о того пршцкяа явилось формирование матриц относительно небальзой размэрноегд,работа с алэдюнтакп шторых позволила без особых усилив выполнить всэ процедур-! , опг-сшзащив решение обратной задачи . За счйт этого , и тонко за оче? сильного сокрагцаюгя числа используемых юаиннЕых операций била достигнута высокая эффективность работы прогрел®:. Предельное число лучей - 1600.

Даш опробование «этодя на математическом тесте, шишчащео рошенхэ прямой задачи с учозом преломления дучай на боковых граняз блогсов (при предположении,что лучи всех волн лвлат в одной плоскости с источником я регистрирущкда станциями),в «¡его решеяюз o'J-

ратной задачи но соотвэтстнуищвй схеита. С целью сриблгашжя используемой «юдоли к реальной среде расположение станций а источников было взято аналогичным расшложошга нескольких источников и пунктов приема гпхзфпля Някель-Умбозеро (Кольский полуостров).

Были вибрэнн следующие параметры модели : неоднородный блок в первом слое трехслойной модели среда.содержащий впомалпю 0.3 км/сок.Мопдаостн слоев равны 2 км,3 та,5 км соответственно.Значения средних скоростей в слоях согласно найденному закону нзмешшхя скорости с глубиной для,- профиля Никель - Умбозоро .Приведены таб-лтгце! результата восстановления заданной аномалии. Относительная с гибка а данном тесте в определении аномалия составила 3%.

В работе сфор;*улиров!гяи отличительные черта рассматриваемого а рэбото кэтодв.А именно, процесс решения представляет собой последовательность шагов. На каждом шаге реализуется возможность выбора направления минимизация функционала(2.4). Причем,эта тюзжэзность рзалтауется на основе дополнительных критериев , которое отразит*

априори известные геофизические свойства средн.Теговыми критерш^я

>« наб.«

являетеп первое - Еыбор блоков с минимальным значением (¿ТУ ), что позволяет получать решения , наиболее соответствущив опорной гадели, и второе - табор блоков с минимальным статистическим разбросом координат вектора невязок времени пробега , соответствущпх дучш.треезкапцпм эта блоки,то есть предпочтение отдается однородным наблюдениям.

Соответствующая алгоритмизация и оргашгзацил прогря?.?з позволяет без особах затруднений контролировать ход решения и вносить корректировки априорной шзфэрмвцгн.Отлврш» метода по отношении к другим тшегэ в бозксеюстэ использования програгэлпп: алгоритмов, поззоллщих суп^ствэнда эконоккть машиннух) память за счет работа только с "котрастшога" блоками среды.

Прозэдопо сравнэннэ рассматриваемого в работе мэтода в несколько ином аспекте . сопоставляя его с существувднми метода на релаксации с точки аронжя стратегии и тактики получения решения , Для этого было использовано представление о среда в терминах блоков к лучей.

Тактика в релаксационных методах определяется движением точки (соответствующего приближения) вдоль порпэндакуляров.оцущэнных на гиперплоскости,соответствующие лучам.Тактика в катода последовательного вычитания аномалий определяется движением вдаль горяэндЕку-ляров к гшвршюскостям.ссгатвотствуяща:« блокам,последовательно ш-брашхнм.содерзкащЕм'контртстные'значения аномалий скорости.Гедгиетри ческиэ иятерпротеции даны па рис.2.4а к 2.46 соответственно. Возникает вопрос : поче\зу выбирается тактика двззвнея по блокам, обеспечиваемая методом последовательного вычитания аномалий г Блогси выгоднее,она по сравнению с лучами обладвиг большой вгафорка -тивностью,большей возмоааостьв использования априори заданной гео логической информации .

ВЫВОДЫ

Итак, согласно вшааизлогашояу , сделаем следущие вывода -С гомопуью данного мэтода сделана попытка решать основную проблему, в задачах сеЯсштомэгрефаи, связанную с возникапцими плохообуслов-леннымз системами алгебраических уравнений.А именно,при реализации этого мэтода появляется возможность выбора из всех возиоишх [юшений кандидатов решенля, наилучшим образом соответствующего имепфйся геофизической информации.

Анализ скорости сходимости показал:чем равномернее раснреде-

тна дуге п йлокзг, гог:срл другими словема.чпи большая корреляция эасиредолоння лучэй я блоках достигнута,том бистров прочее о сюдят зя к рэевнив.

Активное аспользовашга априорной информации при построетга мчальной ¡.ждала ,на квздом атепе построения решения, позволяет зудить о правильности получаемого решения.

Зсо вто, а тояга значительная экономия мапиншх и человеческих ресурсов позволяет рекомендовать катод для дальнейших работ в сейсмотозлографии.Практическое прнмэаэвив метода , описанное в псслэдуших главах,рошвот следующую проблегду .связанную с внявлэ-3ZOM детального строения средн.

Ргс.2.4 Гоокэтрнчоскоя шггорпротоцяя ¡йотодоп релаксация (о), г.ято-дп послэдовстольшго ПТОГГЕ1ШЛ (б). Двукврннй случай.

ч

Глава 3 . ТРЕХМЕРНАЯ СКОРОСТНАЯ СТРУКТУРА. РАЙОНА. КШО-ТОКЛИ (ЯПОНИЯ), ПОЛУЧЕННАЯ МЕТОДОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВЫЧИТАНИЯ АНОМАЛИИ.

Настоящая глава была посвяцона опробования разработанной методики и соответствующего алгоритма на данных реальных сейсмологических наблвдвний , полученных в районе Канто-Токай (Япония). Этот район характеризуется достаточно хорошей степенью изученности геолого-тектонических условий (Ando М. .1074 ..Ishibashi К. .1978 и др.). В качестве исходных данных нами использовались данные парных вступлений Р-волн от близких землетрясений ( 91 событие), зарегистрированных 7Q станцияш рабочей сети Национального исследовательского центра предотвращения катастроф (nrcdp) , которые были любезно предоставлены доктором Ишдой Мкзухо. Времена прихода Р-волн и координаты гипоцентров были дана, исходя из расчета по программе nrcdp, со стандартной ошибкой 1.0 сек. и 10 км соответственно. Диапазон глубин гипоцентров от 32 до 205 гад. В качестве начальной использовалась модель, выявленная на основании исслэдова -ний, проведенных отдельно в районе Канто и в района Токай по дьн -ним от взрывов и близких землетрясений. Параметры начальной модели были откорректирована с целью получения опорной модели.

Дано сравнительное описание результатов по скоростному строения района, полученных методом последовательного вычитания аномалий и методом инверсии (Aki к. .Lee w.h. к. .1976) . успешно прикеяонаоцу доктором И.мнзухой (Hasemi A., Ishlda М. .1683. Xahlda М. . 1008),. Для этого приведены соответствующие обоим методикам карты пзолкшй скорости на различных глубинах. Представлены таблицы относительных вариаций (я н ) скоростей Р-волн в рассматриваемых блоках среда, падучошшо методом последовательного вычитания аномалий, а такая таблицы погрешностей результата в каадом блока среда.

Для описания скоростной структур! исследуемый район рассмотрен с разделением на основные участки : внутри Токайского залива,

Вблизи Omae-zakl (рвЙОП Т0К8Й),НЭ ПОЛУОСТрОЕО Изу ,НН ПОЛуОСТрОВв БОСО, вокруг Mount-Tsukuba (район Канто).

Дзш послойное описание результата, а ятатю представлены подробные характеристика полученной скоростной структура в сравнении о данными других работ по слоям (0-16га,1В-32кн,32-47км,47-62хм, 77-Э2КМ,92-10?км).

Согласно проведанного анализа шдэлввнна низкоскоростные и высокоскоростные зоны, как по методу последовательного вычитания ток з по другим данным, хорошо коррелируют с плотными осадочными слоями, сейсмоактивными зонами.

Граница высокоскоростных и низкоскоростных зон совпали с границей глубшшого разлома, пвресекЕпцэго залиш Сагаш и Суруга.

В результате послойного описания скоростной структуры района, полученной методом последовательного вычитания аномалий, еыявлвеп, что расположение "контрастных" блоков совпадает с расположением кластеров сейсмической активности.

Полученные рэзультаты были такаэ описана гюобьектно. Бала вадо-хош основано пэодаородшв структуры о указанием их характерных размеров и максимальных величин скоростных контрастов.

Проведан анализ численного распределения величин высокоскоростных л ннзкоскоростных аномалий з блоках на рассматриваема участ-' ках. Выявлено логичное согласована о рвсголозятюм зон сойсшче-ской активности, ссновпых тектонических линий и пулканнческого пояса.

В главе дано сравнение результатов применения катодов последовательного ВЦ читаная ввокалив и псовдообрагцэния ( hörle A. .Ale], к.. íoaa ) при исследовании скоростной структур« района Конто. Полученные значения отяосичельнш: вариаций скорости ( в % ) в блоках среда были рассмотрены как значения случайных выборок из двух генеральных совокупностей. Построена гистограмгш расприделаний кол-лкчэстза вшжпльных блоков, содержащих скоростные вариация разной вэлпчины. Визувлышй анализ дал воз.даагаость сргшнэшя. Согласно результата катода последовательного вычитания ш всех диапазонах глубин про еле хавалось тендонцкя нлавиого умэншэшЕя коллячествз блоков го кара увеличения езлячин, содер-шцкгся в еех скоростных контрастов. Ничего характерного нельзя бшю сказать в тюшашга другого результата, более слоеного.

С цальп получения предстаашннл о качества результата к кмапцнкся выборкам был применен критерий согласия, крнтерь! ГЯПОТВВЦ о том, что ганврвлькы! совокупность, из которой взят: случайная выборка, смеет Еоркзлыгаэ распределений. Согласно голу-чйзвым долшш, функция рв определена« выбор®, еоотввтсгвуЕцвй катоду последовательного шчитання, былз боло s блжж) к нортзльаоис рнспрбделешш.

ШВОДЫ,

Проведенные исследования позволила выделять высокоскареютшз к 1шзкоскоростаы0 вони, которые херово корролгеруют с ямощрйся

геолого-тектонической информацией н совпадают по обеим >ла-годикам.

Таким образом,основные черты строения исследуемого района выявляется любым методом.

Однако метод последовательного вычитания аномалий дал более дэ-тальцуз) карглну .Так, расположение определенных методом высокоскоростных "контрастных" блоков совпало с расположением кластеров сейсмической активности, к именно, на глубине 0-16 км внсокоокороот-тз "контрастные" блоки соответствуют группе событий 1934 г. вблизи 36.5 N и 139.5 Е ( макс.магнитуда 4.8 ) а зоне сильной сейсмической активности вдоль залива Сагами; на глубнаа 16-32 км высокоскоростной "коЁГграствнй"йдок соответствует афтерэокаи землетрясения ЗГалапАзЪ-Кеп-ТоШ 1983 г.вокруг 35.5 N и 13Э.0 3 (кагнятуда 6.0 ); па глубине 32-62 км два высокоскоростпнх "контрастных" блока соот-зетствувт событиям в района 140 Е от 35.5 N до 36.7 N. обусловленным взаимодействием тектонических шшт.

Аязлиз коллнчоствонзнх признаков при сопоставлении результатов, полученных двумя методиками, показал простоту разреза, полученного «втодом последовательного вычитания. Эвристический принцип простоты гласит: из двух результатов лучше тот, который щютр\ Анализ качественных признаков подтвердил доввриэ к котоду, тгл-кзив близость полученного распределения к нормальному.

Глава 4.ПОЛУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ Р-ВОЛН НА ТЕРРИТОРИИ БАЛТИЙСКОГО ЩИТА.

В настоящей глава приведены результаты опробования метода последовательного вычитания аномалий на материала профильных наблюдений на Кольском полуострове, в интерпретации которых автор принимала участие.

Дан краткий обзор степени изученности этого района по результатам исследование глубинного строения земной коры с помощыэ метода ГСЗ ( Литвшонко И.В.,1984 ), методики регистрации и обработки сигналов ( Гаддин Н.Е.,Егоркин A.B. и др., 1988 ) ,по уникальным материалам Кольской сверхглубокой скважины ( Кольская сверхглубокая. Сб., 1984, Епиаатьэва A.M., 1989).

В качестве исходных данных использовались порше вступления Р-волн,полученные от взрывов на профилях ГСЗ i Полар,Печенга-Лов-но.Пвченга-Аллакурти.Николь-Умбозеро .

Собственная частота прнвмнинов 5-25 Гц, регистрация велась на удалениях 10-400 км от пунктов взрывов, погрешность определения времен вступлений Р-волн 0.01 сок.

Дэна интерпретация годографов первых вступлений Р-волн для каждого очага рассматриваемых профилей. Анализ годографов позволил предположить как плавное нарвсганиэ скорости с глубиной в среда пс одним используемым данным ( профили Полар, Печенга-Ловно ), так е присутствие скачкообразных переходов скоростей от одного слоя к другому по другим ( профили Печенга-Аллакуртк, Ннкэль-Умбозеро ). Параметры опорной модели vpcz> были определены отдельно для каждого профиля посредством применения метода Герглотца-Вихврта. Для того, чтобы законы нарастания скорости с глубиной были наиболее близка к реальным, параметры модели варьировались. Однако, адеква

тность дашж опорным моделям яяряктеризопалаоь наличием Солышге гнэтвпкй навязок, близких по модулл к единице, а тага» преобладанием невязок одного знака над другим. Наклучзуи здекнатчссть удалось получать на профилях Полар, Пэчепга-Ловко, худаув - па профилях Пэчонга -Алякургта и Ниталъ-УыСозеро ,что короятно,связано о при-кзнонлв!* сглапэнной шюптюП модели для о тих двух профилей без учеса раздробленного глубзшгого строения среды ндэль них.

Дан анализ посгроошкх двумерных скоросткю. разрезов ЧрСх.хъ для каздого профиля. Полученные сейсмические разрезы сринконч с да-ешг.и геологического картирования и с материалам;: Кольской сверхглубоко® скваасши. Проведано сопоставление реадльтатов : пп прс$п-л"а Пэченга-Ловно - со схелптпчосккм разрезом секной кори по Литпл-вшко И.В. ( гатод ТСЗ ), по профили Кихоль-Умбсзэро - со скоростной кодэльл, полученной Букиным А.Ф. и др. ( сэВс.'шгомогргфгческкй штод пеэвдообрщвнзя ).

Нсогэдсззлз схсджюсть то то да послпдоватэлыюга вычитания аномалий при оОряботке данных профилей Печенга-Ловно, Пвчонга-Лллв-* курги, Ннкель-Умбозоро : построены кршг.ге зависимости велнчшы статпстичэсхого разброса относительно среднего в векторе невязок Ерэиен пробега от ноадра итерации.

Пркшнэнио катода последовательного вичитанил аномалий поз-шлило расс?.ютроть сейсмические разрази для профилей, пероходя к анализу трехмерного азучэпия зонной кори.

ВЫВОДЫ

Изучаемый район согласно проведенным ранее исследованиям отличается сложность?: гдубнпшго строения. Так, п районе сквазпшг СГ-3 ( участок, пэросекпемнй профилем Пэчопга-Лопно ) установлена

сильная горизонтальная неоднородность геологических оОьехтов: осадочной толщи, верхней части кристаллического фундамента, границ внутри земной коры и во подошвы. При таких условиях применение настоящего метода сейсмотокографии невозможно в рамках сделанных предположений, при которых задача решается в линеаризованной постановке. Лишь допущение, что разрез СГ-3 в значительной степвш обусловлен локальными свойствами объекта, дает право на пршанешш данного метода.

Одним из имэщихся ограничений является предпологэнзе о плавном увеличении скорости с глубиной на выделенных участках. Однако, в условиях Балтийского щита, при которцх кора отличается налой протяженностью сейсмических границ, но всегда мояао использовать опорные модели VpCiO = vo + viz в рамках заданной погрешности для наблюденных векторов вввязок врзюЕ пробега. Отсэда, шюхея сходимость метода для учасков среды со скачкообразным изкэшшюм скорости.

(

Недостаточная полнота данных ( общее число лучей I8C для ссзгого дленного профиля Полвр > но готла нь сказаться на качьстаз толучаемых кзобразэнаЕ.

Но, несмотря на порэчгслэнпыв ваше обстоятельства, нртшэнза^о кэтода дало в црлом хорошую работоспособное*;!. в районах,содэрквциг в своем глубинном разрезе нэоднародаыэ вклпчэшгл.

Тек, шлучэншо "ионтрвсгЕЫЭ" блока с сткостилкю гаоэгсзма значениями содержащихся в пж значений скоростных ешмеллй указывай* на существование блоков с различным вес.оствапвым составом а подтверждают геологическое строение района. Шлошшш пкЕкоскорз-стных "контрастаих" блоков на глубинах 2,5,7 совпало с рвепояо-хагагом в соответствущах мостах зон рззлэмэв : Урлгубско -Лецно!,

Коздорско- Кандалакшской и Хибпнско - Вуориярвкнской. Высокоскоростные "контрастные" близки находились на участках профилей, пересекающих вулканические рвннепротероаойскпэ пояса : Полмак-Почонга -Енандра-Варзугсклй и Карасьек-Салла, а тага® Лапландско-КолпицяЕЗ такс гразулитов и греаулита Кольско-Норввзской зоны.

Анализ скоростного сечения каждого профиля позволил выявить пн-вэрсионную зону в верхней части кора ( 7-12 км), а также уменьшение скоростного контраста на глубинах 12-18 101.

Полученные значения скорости в верхней части земной корм Печенгского района подтвердили сейсмический прогноз о наличии крутопадаицей пвченгской серии слоев , уходгащп на глубину 6840 м (данные ВСП).

В целом, результат интерпретации профильных наблюдений под-твэрдзл и расширил,подучэнные ранае результата по ГСЗ,о вчсоко-скоростном строении коры на Балтийском щита .

Представленные сейсмические разрезы по сравнении с существующими обработаны по единой методике и являются следухдим каче-стваншш е те пом в интерпретации сейсмических материалов

В результате проделанных в работа исследований сделано следухщое ззшшчэнеэ. Основные идэи метода последовательного ви-чпташя аномалий, примененного ранее для телесейсмических данных, оправдали себя для нового эксперимента, когда наблюденными данныш являются времена вступлений Р-волн от близких землетрясений а взрывов. Отсвда следует возмояность расширения области применения катода : дая изучения строения среды, обладающей ншфосейсмичностьл, п скваяинлым сойстюразведочным няблодениям и так далее.При о том особое внимание следует уделить адаптации мвтода к раалыюй снстогэ

наблюдений : неплотной сети станций с жеэнцимися дефектами аштэрту-

ры. Последнее связано с продолгэниом исследований в методической области, а емэнно, с решением задач с ограничениями на входные да-нгка ( систем линоёных неравенств) посредством щекзеошя вшпэрзс-смотронного катода.

Основные э.1кие

I. Известный метод последовательного Б!Г?нтанкя аномалий , разработанный для твл8сойсыических событий , одэптврован к новым условиям оксдарщшнта, когда иаблвдвшыми данники .тзляются врэмзнп вступлений Р-волн от близких землетрясений и взрывов.

Для рвшэшш задачи восстановления строошзя среда предложен катод, в основе которого логат дополнительные (фитерии выбора ре-копил, наиболее соствотстаущего икепдэйся госЛазичаской клформэ-цил. В роботе доказана сходкеость к такому решении. Дапа теоретическая оценка скорости сходимости г.этода в зависимости о? параметров выбранной опорной модэлг п от г-онфцгургздш сзстеми наблэдэннй.

2.Создан ОнстродэЁствуишй до срэпнвкгя с предвдущшл Егрлхз-том для тэлосейсгжчэских псСллдэнкй алгоритм оцешог скоростных яводтародаостай по невязкам пробега рьфрзгировеззшх вола с учатон введенных критериев работающий в кятзрпктквэтм рсяялэ .

З.Негшс«я пакт прогрет!,рьа^аиукщтй работу алгорятгйа.оптык'з-лыю фувкцхо;«- >ушд\ в среда рс , ггозволякпрй значительно экономить память за счот рЕбота нэ со всеми блокам: среда , а только содержащими скоростные контрасты .обеспечивать интерактивный рзгзм рпЗат с прявлэчэятом априорной ЕНформдциэЯ ж контроль над ходом рс-^ония .

•1. разработанный алгоритм опробовэп чи тестовом примере я

на данных реелькнх сейсмологических наблэдвшй п рлйэяв Канто-Токай (Япония).Полученное высокое язчостео восстановления сецдвто-льствуст о высокой работоспособности алгоритма.

Основные пологэная диссертации опубликованы э слвдущнх работах :

1.И.А.Санина,Т.А.Сиаглпчвнко.О.А.Ерегяэнко.1лгоритм а методика определения скоростного разреза по кинематическим данным от площадных п профильных наблцденлй . ш Научно-техническое сомщвяиэ по гоотомографил .Тезисы докладов,г.Свордаовси,1991г.

Я.Т.А.Смагличвнко . Один из путей рашешш задачи томографии а условиях геофизического вкспврикэита >.v Все сошный сЕшгоэпум по вычислительной томографии , тозисы докладов,г.Звэнагород, 1991г.

3.1. A. Sanin&.N. V. Sherov.T. A. Sraaglichenlco.O. A. EremnnSco. Two-dimensional seismic tomography dat» in North part of FennoRC*ndla .Institute of Seismology,University of Helsinki, r. s-23,1001 ,01-90.

Cuauju/k -

СМАШИЧЕКО ТАТШНА АЛЕКСАНДРОВНА

РШЕНКЕ ЗАДАЧИ Л7ЧЕВ0Й СЕТОЖЗТОМОГРАЭИИ ПО ДАЮШ ОТ " взгазов И МЕСТНЫХ ЗИШГГРЯСЫПЙ.

/Автореферат/

•Подписано к печати 26,08.92г. Формат Я0х90 IAS п.л. 2,1 Уч,изд.1»Э Ткрад 120 Заказ 450 Ш Тарант"

Ротапротг ?«5АСИ /В173-ЗИЛ/,109280,Москва, Автозаводская, 16