马尼拉俯冲带构造的地震资料精细成像研究

The research of the subduction zones in the Western Pacific is believed to be significant for the tectonic evolution and genesis of marginal sea in continental margin, east China. In this proposal, we intend to make precise imaging of the seismic data in the northern Manila subduction zone with seismic processing and modeling. We first design the procedure for the subduction zone by the tentative processing. The rational velocity model is then built using a high-density velocity analysis And depth section with high resolution is obtained by prestack depth migration for the decollement, out of sequence thrust, megathrust, and the possible oceanic basement. Through seismic interpretaion, we establish its reliable geological and geophysical model for modeling the seismic wave propogation in the subduction zone with the finite-difference method of acoustic wave equation. Comparing the modeling data with experiment data on the sea, we analyze the main factors affecting data quality and check its processing accuracy to further optimize the procedure. Finally, we achieve the accurate imaging of the subduction zone with its true shape and position. On this basis, we summarize the seismic data acquisition and processing methods for northern Manila subduction zone which can provide a theoretical basis for our future seismic survey in the Western Pacific subduction zones.

西太平洋俯冲带的研究对了解中国东部大陆边缘的构造演化和边缘海成因等科学问题有着重要的启示作用。本项目拟以地震资料精细处理为主，正演数值模拟相结合的方法，开展马尼拉俯冲带北部地震资料精细成像的研究。首先通过试验性处理，设计面向俯冲带对象的最佳处理参数和流程，根据高密度速度分析建立合理的速度模型，利用叠前深度偏移获取研究区滑脱面、非序列逆冲断层、大型逆冲断层及可能洋壳基底的深度地震剖面；然后通过地震精细解释，构建可靠的地质-地球物理模型，采用声波方程有限差分法模拟地震波在俯冲带的动态传播过程，对比波场记录和海上试验单炮数据，分析影响资料品质的主要因素，检验处理的精度，进一步改善处理参数和流程；最后再进行最终的精细处理，获得俯冲带构造的精细结构，揭示其真实的构造形态和位置。在此基础上，总结适用于马尼拉俯冲带北部地震数据采集和处理的方法，为我国今后西太平洋俯冲带的地震调查提供理论依据。

西太平洋俯冲带的研究对了解中国东部大陆边缘的构造演化和边缘海成因等科学问题有着重要的启示作用。研究项目以地震资料深度域精细处理为主，声波方程正演数值模拟相结合的方法，开展了马尼拉俯冲带北部地震资料深度域精细成像和解释方面的研究。首先通过试验性处理，试验主要包括：滤波、自由表面多次波去除、智能引导滤波去多次波、Radon多次波去除、涌浪噪音去除、线性噪音去除、速度分析和叠前深度偏移等，根据试验结果，设计出面向俯冲带构造对象的处理参数和流程。使用高密度速度分析建立合理的时间域速度模型，在此基础上拾取层位，修正剩余时差，初步得到研究区的深度域速度模型。然后根据该模型，结合实测水深数据，构建出含崎岖海底的俯冲带离散化速度模型，使用声波方程有限差分方法，完成了数值模拟时的稳定性和精度分析等工作，解决了完全匹配层吸收边界条件。并相应开展了俯冲带构造的地震波数值模拟工作，根据波场快照和波场记录详细分析了地震波在俯冲构造带处的波场分布及其传播规律，验证了崎岖海底容易产生绕射波，从而影响剖面的成像质量，进一步加深了对俯冲带精细结构的认知。结合海上试验数据分析采集和处理参数与资料品质的关系，总结出船航行方向、电缆长度及震源沉放深度为影响地震数据资料品质的主要因素。最后根据影响资料品质的主要因素对处理参数和流程做进一步的改善，细致处理研究区资料，反复进行层位和剩余时差修正，获得了最佳的深度域速度模型，并利用该模型进行了叠前深度域偏移，得到资料品质较高的马尼拉俯冲带北部深度域地震成像剖面。利用地震数据处理结果，最终精细刻画了研究区的地质构造，揭示出其真实的构造形态和位置。并依据地层连续性与否，将从南海海盆到大陆坡的地震剖面分解为三段结构，各构造单元之间在深度域上的接触关系清晰可见，主要单元包括：正断层、逆断层、大型逆冲断层、滑脱面、火山岩、洋壳内部反射以及BSR等。在以上研究工作基础上，总结出适用于马尼拉俯冲带北部地震数据采集和精细处理成像的方法，为我国今后西太平洋俯冲带的地震调查提供技术与理论依据。