文摘
沿着死海灰岩坑的形成是由死者海平面的快速下降,可能导致人类广泛的活动。根据灰岩坑的地质模型,在几个网站都聚集在一个狭窄的沿海地带发展中沿着轮廓代表北北西向断层。为了理解之间的关系发展中坑及其构造环境,高分辨率(人力资源)三维(3 d)地震反射进行了调查在死海的西部海岸线。最近开发的3 d成像方法应用于3 d数据集。地下的成像是由地震波的空间总和表面长时间使用最近提议多路径求和以适当的权重。多路径求和是由叠加目标表面波在所有可能的时间有一个共同的顶点在给定的点。这种方法不需要任何显式参数信息由于涉及多路径求和是执行所有可能的参数值在指定范围很广。结果处理3 d体积显示subhorizontal相干反射镜在近似深度50 - 80米的斜坡上更紧密的位置暴露天坑,建议显示故障和灰岩坑之间可能的联系。
1。介绍
在过去的三十年,数以百计的灰岩坑出现在死海(DS)海岸线在以色列和约旦(图1)[1- - - - - -3]。这个过程开始于DS的南部海岸,慢慢地沿着西海岸向北蔓延。通常是陡的东海岸一直在影响较小平伏的地区接近Lisan半岛。灰岩坑已经造成相当大的损害的基础设施,还有明显的潜力下崩溃主要高速公路和其他基础设施。
为了理解之间的关系发展中坑及其构造环境,数量众多的高分辨率地震反射的调查进行了使用共中心点(CMP)技术(3,5,6]。高分辨率地震反射方法适用于研究断层和管道在浅层地下深100 - 200米(下降),这可能会带来新鲜的水盐层大概从下面。传统的处理技术,所谓的共中心点(CMP)方法,本质上是由一个“堆栈”(求和)的正确纠正痕迹从而提高信噪比。然而,在浅地下,传统CMP方法会导致信息丢失,因为“拉伸”的问题的数据引起的正常时差时间校正公式。这就是为什么一个新的2 d和3 d自由弹性成像方法已经应用于芝加哥商业交易所项目的框架m27 - 050为了检查构造假说连接构造断层的灰岩坑(7- - - - - -9]。这种方法涉及到零炮检距共射点(CSP)叠加和衍射成像法9]。这些方法的基础上,结合一种新的加权求和多路径技术(10,11),一个包的程序编写。CSP堆栈和衍射方法相互补充和揭示了地下有用信息。衍射方法作为工具错误检测和空洞,而CSP叠加包含有关地下的结构信息。这些方法应用在死海的海岸线。我们已经进行了一些新的地震勘探沿着线穿过天坑轮廓和重新解释先前的反射部分。二维成像技术提出了在7]。本文探讨了新的3 d成像方法及其应用3 d数据获得在死海的西部海岸线。成像的结果允许发展中坑之间更好的理解及其构造环境。这里我们给一个简短的描述三维零炮检距叠加和多路径加权求和。更全面的讨论方法,可以阅读相关论文。
2。3 d零点偏移叠加方法
三维零炮检距叠加方法的基础是一个新的正常时差(动)时间校正波前上三维媒体函数公式参数(11,12]。其中一个参数的提出时间校正公式是出射角为基础,定义为波前之间的锐角正常,正常采集飞机在CSP。让我们考虑一个中央射线及其相关的波前到达共同的爆破点(CSP)(图2)。
椭圆波前出现在CSP的位置。它有两个独立的向量e1和e2切波前和正常n。的出射角之间的角n收购和正常的飞机,k。其他基本参数时间校正公式是基于波前曲率。众所周知的微分几何表面每一点的波前两个主曲率可以定义的特征值矩阵的二阶导数。这些曲率最小和最大曲率和均值和相关高斯曲率。主曲率有关两个垂直的主要方向,一起正常形成一个矩形波阵面系统的轴。的曲率波前是完全所描述的两个主曲率和主方向角与一般坐标系统。这是用图表示2作为我,j,k。主曲率可以表示主曲率半径,扮演着重要的角色在走时修正表达式派生。图3说明了情况的主要方向之一是正常的k。基于这些原则和程函方程,下面的3 d位置任意坐标系修正公式得到: 在哪里波前的出射角点吗,方位角,定义为轴之间的角度和波前点的主方向,和沿着轴补偿吗和。对于一个给定的源接收机,收集时差方程表达的时差校正对零炮检距跟踪五参数测量在中央点。波前的主要参数是半径,,方位角,出射角和参考速度。
在下面,我们给一个简短的描述的加权路径求和。
3所示。多路径求和
沿着时间的总和的3 d堆叠执行表面定义为(1)。求和可以使用两种方法的实现。在第一个传统方法中,目标波堆积在定义的时间表面波阵面参数和速度。通常这些最优参数估计使用发现参数的优化问题由一些相关功能最大化。我们用另一种更正式的最近提议多路径与适当的加权求和(10,13- - - - - -15]。加权求和多路径允许我们替换的复杂优化问题估计最优参数,通过求和所创建的所有可能的表面从这些参数的小变化。加权求和多路径(理财产品里的)可以被描述为以下表达式: 在哪里是一个“最佳”加权函数和是一个undimensional大量。固定参数获得的图像吗出现,即曲率半径的方位和角度。是一个给定的地震道炮检对。旅行时间从拍摄吗对接收机。求和(2)与适当的体重执行所有可能的参数值在规定的范围内。定义的图像意味着每一个点的成像、地震振幅叠加在一起沿着表面定义为所有可能的时间(1)。的建设性和破坏性干扰振幅由每次叠加得到的表面产生一个图像接近“正确”的参数(16]。
4所示。案例研究
4.1。死海Area-Brief构造背景
死海(DS)是一个撕开盆地或罢工- - - - - -北西-南东滑动一个经历了压缩和NE-SW拉伸应力(图4(一))。DS包含两个盆地:北方人(深层)(用在图14(一))和南方一个(浅)(用2图4(一))。它是大约计算方向扩展。
(一)
(b)
许多缺点已发现通过DS区域(图4 (b))和主要扩展方向相同(4,17,18]。死海位于现在的海拔−海平面以下426米(b.s.l)。
4.2。研究网站
矿物海滩研究站点(图1)位于死海海岸线之间的东部和路90号(沿着西方DS海岸大路)在西方。这个地区的特点是计算正常故障(6]。在矿物海滩,灰岩坑发展在泥滩(水井Mn-2南部,Mn-5)和冲积扇(钻孔Mn-4北部)的地区。水井表明,盐层的北部地区位于10米深(434−海拔)比在南方一个(424−)。的北部地区,盐是由砂砾石沉积物表面,而南部由DS泥(粘土)覆盖盐。
领域收购占地面积120 m×60米,由七个接收机行10米的间隔。枪击事件是使用六线(288球)和每一个镜头包括96个频道在2.5之间的时间间隔。拍线之间的距离是10米(图5)。
我们使用装在汽车的加速体重(Digipulse)作为能源和单10 Hz检波器每站。为了新发展断层图像细节,这项调查是设计一个完整的方位偏移量小于30米(图6)。
(一)
(b)
数据被记录使用0.5毫秒采样率和0.5秒记录长度。典型的常见的镜头收集是图上看到7。
使用新的3 d数据处理叠加算法。参数的偏差范围(2)如下:曲率半径从3到600米,出射角从−5 + 5度,和速度从300 m / s到1000 m / s。的价值是900年。处理3 d成像的结果呈现在图8(一个)作为一个反映沿线的部分和图的时间8 (b)作为一个3 d多维数据集的时间剖面。
(一)
(b)
(c)
一次地图的第一反射器呈现在图8 (c)。在所有的数据,清楚地看到subhorizontal相干反射镜在大约50 - 80米的深度,倾向于更紧密的位置暴露天坑。此外,缺点是所有部分(图上看到8(一个)部分用2、5、7)。这些错误显然是反射器上看到呈现在图8 (c)。所得到的测试结果是一致的结果从先前的2 d研究[3在同一地点。这项工作提供了第一手的3 d HR成像在坑的边缘和附近的错。地震解释结果的三维图像显示显示故障灰岩坑和野外观测之间可能的联系。
5。结论
为了理解之间的关系发展中坑及其构造环境,高分辨率(人力资源)三维(3 d)地震反射进行了调查在死海的西部海岸线。表面的三维图像是通过使用最近开发的三维成像方法。这种方法的核心是一种新的3 d表面动时间校正公式。地下的成像是由地震波的空间总和沿着这些时间表面使用最近提议多路径求和以适当的权重。多路径求和是由叠加目标表面波在所有可能的时间有一个共同的顶点在给定的点。这种方法不需要任何显式参数信息由于涉及多路径求和是执行所有可能的参数值在指定范围很广。结果处理3 d体积显示subhorizontal相干反射镜在近似深度50 - 80米的斜坡上更紧密的位置暴露天坑,建议显示故障和灰岩坑之间可能的联系。
确认
这项研究已经完成的框架内芝加哥商业交易所项目m27 - 050基金赞助的美国国际开发署。我们应感谢的支持以色列的基础设施。作者也感谢以色列的地球物理研究所的许可发布。