一种基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法，在选定矿集区范围内建立变观系统，采集高频与低频不同频带被动源原始数据，获得选定矿集区地震体波、地震面波、背景噪声数据，计算接收函数，对被动源原始数据进行数据处理，得到选定矿集区的速度模型，基于速度模型和接收函数，得到不同频率的界面结构模型，基于接收函数，进行绝对波阻抗反演和相对波阻抗反演，得到地下密度模型，在三维坐标系中，在曲波域进行信号分析，提取近垂直方向异常，得到含矿岩浆通道结构，对三维速度模型、三维界面结构模型、地下三维密度模型、三维岩浆通道结构数据进行空间滤波，得到选定矿集区的三维结构数据。实现了对地质的快速精确分析。分析。

【技术实现步骤摘要】
一种基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法


[0001]本专利技术涉及地质探测
，尤其是涉及一种基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法。

技术介绍

[0002]利用地震波控制地球结构，特征是探测岩石层结构是地震动力学研究的最基本任务，为此，人们采用人工激发的地震波进行探测，人工激发的地震波的激发时刻和震源位置可以人为控制，但是一方面人工地震方法施工价格昂贵，另一方面人工地震激发的地震波能量有限，使探测深度受限，而天然地震专利技术时释放出巨大的能量，在天然地震波在地球内部传播时，发生反射、折射和转换，并伴随着频散和吸收衰减等复杂现象，形成复杂的波列，这些震相沿着各自的传播路径，带着其传播路径上的各种介质信息到达地表，目前，采用宽频带地震计采集这些信息，并对其进行处理，计算接收函数并进行反演，在处理过程中采用了很多近似计算，推导出二维地质结构，这种方法因为未结合高频地震信号，且计算过程中的近似，得到的是地质大体结构，无法获得精细地质矿体结构。
[0003]因此，如何根据被动源地震波得到三维地质结构，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法，同时采集高频短周期与低频宽频带的天然地震信号的三分量，基于三分量数据获取三个维度的接收函数，根据接收函数获取矿集区的三维速度模型、三维界面结构模型、三维地下密度模型、三维含矿岩浆通道结构模型，将所有模型在等值面进行叠加，得到三维地质结构，实现对矿集区结构分析，为预测深部矿藏和指导靶区勘探作贡献。
[0005]第一方面，本专利技术的上述专利技术目的通过以下技术方案得以实现：
[0006]一种基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法，在选定矿集区范围内，建立变观系统，采集高频与低频不同频带被动源原始数据，获得选定矿集区地震体波、地震面波、背景噪声数据，计算接收函数，对被动源原始数据进行数据处理，得到选定矿集区的速度模型，基于速度模型和接收函数，得到不同频率的三维界面结构模型，基于接收函数，进行绝对波阻抗反演和相对波阻抗反演，得到三维地下密度模型，在三维坐标系中，利用曲波变换的特点，在曲波域进行信号分析，提取近垂直方向异常，得到三维含矿岩浆通道结构，对三维速度模型、三维界面结构模型、三维地下密度模型、三维含矿岩浆通道结构数据进行空间滤波，得到选定矿集区的三维结构数据。
[0007]本专利技术进一步设置为：变观系统包括：至少三个第一采集点和至少二个第二采集点，所有第一采集点呈面状密集分布，分别用于采集高频短周期被动源原始数据；各第二采集点呈线状稀疏分布，分别用于采集低频宽频带被动源原始数据，各被动源原始数据，包括地震体波数据、地震面波数据和背景噪声数据。
[0008]本专利技术进一步设置为：每个采集点在布设时段记录多个地震的原始数据，从每个
地震原始数据提取地震体波，对每个地震体波进行坐标系转换和高斯低通滤波，得到各地震体波不同频带的波数据，每个频带的波数据包括S波的三分量和P波的三分量，对每一频带的波数据的每一分量分别提取该波分量预测接收函数，结合实际数据水平分量，计算该频带的时间域该波分量第一接收函数。
[0009]本专利技术进一步设置为：从背景噪声数据中提取背景面波数据，根据地震面波数据或背景面波数据，进行面波干涉成像，获得S波第一三维速度模型S1；根据地震体波数据，进行基于程函方程地震体波走时成像，以第一三维速度模型S1作为走时成像的初始速度，得到第二三维速度模型S2；对P波或S波接收函数进行速度反演，将第二三维速度模型S2作为反演的初始速度模型，得到选定矿集区下的三维速度模型a1。
[0010]本专利技术进一步设置为：采用至少三个小于等于10的不同高斯系数，分别对每个地震体波进行滤波，得到该地震体波不同频带的波数据，分别计算各频带中不同波分量第一接收函数；在同一高斯系数时，对所有采集点的所有地震体波的相同波分量第一接收函数进行三维共转换点叠加，得到该频带的三维界面模型；将不同频带的三维界面模型，按照权重进行叠加，得到三维界面结构模型a2。
[0011]本专利技术进一步设置为：推导波阻抗与各波分量第一接收函数的关系，结合三维速度模型，进行波阻抗反演；对各波分量第一接收函数进行绝对波阻抗反演，得到绝对密度数据；对同一采样点的所有地震体波的相同波分量第一接收函数叠加，得到第一接收函数平均值；所有采样点的第一接收函数平均值进行相对波阻抗反演，得到相对密度数据，用相对密度数据对绝对密度数据进行修改，得到三维地下密度模型a3。
[0012]本专利技术进一步设置为：在三维坐标系中，分别对三维速度模型a1、三维界面结构模型a2、三维地下密度数据a3进行曲波变换，提取近垂直方向异常，得到三维含矿岩浆通道结构a4。
[0013]本专利技术进一步设置为：对同一模型空间下的三维速度模型a1、三维界面结构模型a2、三维地下密度数据a3、三维含矿岩浆通道结构a4进行空间域滤波运算；在速度模型a1中选取不同等值面，分别与三维界面结构模型a2和三维含矿岩浆通道结构a4中的第一层结构进行对比，计算相似系数，选取相似系数大于设定值的数值作为第一确定等值面；继续在速度模型a1中选取不同等值面，分别与三维界面结构模型a2和三维含矿岩浆通道结构a4中的第二层结构进行对比，以此类推，完成三维界面结构模型a2和三维含矿岩浆通道结构a4中所有结构拟合，得到所有确定等值面值，获得三维结构数据a5。
[0014]第一方面，本专利技术的上述专利技术目的通过以下技术方案得以实现：
[0015]一种基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的系统，包括采集模块、结构信息提取模块、三维融合成像模块，采集模块用于采集不同频率的被动源地震原始数据，并保存，包括面状密集分布的高频短周期地震数据，线状分布的稀疏的低频宽频带地震数据；结构信息提取模块用于对被动源地震原始数据进行信噪分离处理，提取地震体波、地震面波、背景噪声数据，对提取到的数据进行物体结构成像、被动源地震波提取及分析；三维融合成像模块用于根据结构信息提取模块提取的数据，重建矿体，输出三维成像信息。
[0016]本专利技术进一步设置为：包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请所述方法。
[0017]与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：
[0018]1.本申请通过采集不同频带的地震波三分量数据，能够实现对探测深度与精度的结合，以获得地下不同层深的地质结构；
[0019]2.进一步地，本申请通过对地震波数据进行处理运算，得到三维速度模型、三维界面结构、地下三维密度等，从而获得三维地质结构，实现了对地质的精确分析；
[0020]3.进一步地，本申请直接对采集到的地震波数据进行处理，减少了从台网地震目录中获取信息的步骤，能够实现快速提取地震体波数据。
具体实施方式
[0021]以下对本专利技术作进一步详细说明。
[0022]具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法，其特征在于：在选定矿集区范围内，建立变观系统，采集高频与低频不同频带被动源原始数据，获得选定矿集区地震体波、地震面波、背景噪声数据，计算接收函数，对被动源原始数据进行数据处理，得到选定矿集区的速度模型，基于速度模型和接收函数，得到不同频率的三维界面结构模型，基于接收函数，进行绝对波阻抗反演和相对波阻抗反演，得到三维地下密度模型，在三维坐标系中，利用曲波变换的特点，在曲波域进行信号分析，提取近垂直方向异常，得到三维含矿岩浆通道结构，对三维速度模型、三维界面结构模型、三维地下密度模型、三维含矿岩浆通道结构数据进行空间滤波，得到选定矿集区的三维结构数据。2.根据权利要求1所述基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法，其特征在于：变观系统包括：至少三个第一采集点和至少二个第二采集点，所有第一采集点呈面状密集分布，分别用于采集高频短周期被动源原始数据；各第二采集点呈线状稀疏分布，分别用于采集低频宽频带被动源原始数据，各被动源原始数据，包括地震体波数据、地震面波数据和背景噪声数据。3.根据权利要求2所述基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法，其特征在于：每个采集点在布设时段记录多个地震的原始数据，从每个地震原始数据提取地震体波，对每个地震体波进行坐标系转换和高斯低通滤波，得到各地震体波不同频带的波数据，每个频带的波数据包括S波的三分量和P波的三分量，对每一频带的波数据的每一分量分别提取该波分量预测接收函数，结合实际数据水平分量，计算该频带的时间域该波分量第一接收函数。4.根据权利要求1所述基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法，其特征在于：从背景噪声数据中提取背景面波数据，根据地震面波数据或背景面波数据，进行面波干涉成像，获得S波第一三维速度模型；根据地震体波数据，进行基于程函方程地震体波走时成像，以第一三维速度模型作为走时成像的初始速度，得到第二三维速度模型；对P波或S波接收函数进行速度反演，将第二三维速度模型作为反演的初始速度模型，得到选定矿集区下的三维速度模型。5.根据权利要求1所述基于被动源地震波场分析提取矿集区结构的方法，其特征在于：采用至少三个小于等于10的不同高斯系数，分别对每个地震体波进行滤波，得到该地震体波不同频带的波数据，分别计算各频带中不同波分量第一接收函数；在同一高斯系数时，对所有采集点的所有地震体波的相同波分量第一接收函数进行三维共转...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴蔚，牛潇，贺日政，
申请(专利权)人：中国地质科学院，
类型：发明
国别省市：