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第1章 海洋地壳结构的主要特点1

1.1 标准洋壳1

1.2 洋中脊2

1.2.1 超快速和快速扩张洋中脊3

1.2.2 中速扩张洋中脊5

1.2.3 慢速扩张洋中脊6

1.2.4 超慢速扩张洋中脊9

1.3 深海盆地11

1.3.1 正常洋壳11

1.3.2 异常洋壳13

1.4 大陆边缘15

1.4.1 主动大陆边缘15

1.4.2 被动大陆边缘16

参考文献18

第2章 弹性力学常用方程24

2.1 弹性本构关系及常用方程24

2.1.1 本构关系24

2.1.2 各向同性线弹性常用方程27

2.1.3 线弹性运动方程28

2.2 弹性动力学方程的解31

2.2.1 波动方程的基本解31

2.2.2 标量亥姆霍兹方程的分解（柱坐标）33

2.2.3 矢量亥姆霍兹方程的分解（柱坐标）33

2.2.4 弹性动力学方程的本征矢量解（柱坐标）36

2.3 水平层状介质的传输矩阵36

2.3.1 均匀介质中微分方程的建立37

2.3.2 均匀介质中上下行波分解（只讨论P-SV波）40

2.3.3 边界条件和震源影响42

2.4 弹性波传播矩阵43

2.4.1 传播矩阵43

2.4.2 半空间的响应43

2.5 广义反射和透射矩阵45

2.5.1 反射和透射45

2.5.2 来自一个自由面下部区域的反射47

2.5.3 层状叠加介质的反射和透射系数47

2.5.4 自由面反射系数的组合关系48

2.5.5 层状均匀介质的递推48

2.6 水平分层介质的反射透射系数递推和地表位移49

2.6.1 反射透射系数递推公式49

2.6.2 表面源矢量的响应51

2.6.3 上覆一个流体层52

2.6.4 表面源附近的表面反射52

参考文献53

第3章 弹性波的传播54

3.1 层状介质走时方程54

3.1.1 反射震相54

3.1.2 折射震相55

3.1.3 OBS折合时间剖面实例56

3.1.4 折射波出射点距离的估计57

3.2 分界面上的反射与折射58

3.2.1 波动方程的解58

3.2.2 分界面上的反射和折射系数64

3.2.3 与Aki和Richards（1980）公式的对比66

3.3 分界面上P波入射时的能量分配68

3.3.1 P波入射势函数的能量分配（以张量形式推导）68

3.3.2 P波入射位移的能量分配72

3.3.3 数值计算73

3.4 佐普里兹方程75

3.4.1 佐普里兹方程推导75

3.4.2 反射系数的近似线性表达76

参考文献77

第4章 海底地震仪特性和海上作业技术78

4.1 海底地震仪特性78

4.1.1 设计原则78

4.1.2 OBS结构和技术指标78

4.2 德国GeoPro短周期OBS的主要性能81

4.3 国产I-4C型宽频带OBS性能指标83

4.4 OBS的海上作业技术84

4.4.1 主要技术指标85

4.4.2 调查设备85

4.4.3 海上勘测86

4.4.4 数据的初步整理88

4.4.5 OBS资料的解释89

4.5 OBS信号特点90

4.5.1 气枪作业激发的信号90

4.5.2 噪声特征及影响92

4.5.3 天然地震记录94

4.5.4 小结96

参考文献96

第5章 OBS数据处理98

5.1 数据格式转换98

5.1.1 操作系统及预备工作98

5.1.2 将原始数据转换成sac格式98

5.1.3 将sac格式转为segy格式98

5.1.4 将segy格式转为su格式99

5.2 时间和位置校正99

5.2.1 放炮时间和位置校正99

5.2.2 OBS位置校正100

5.2.3 OBS时钟漂移校正102

5.2.4 增益恢复、滤波及预测反褶积处理102

5.2.5 水深静校正103

5.3 OBS天然地震的数据处理103

5.3.1 OBS水平分量方位校正103

5.3.2 其他处理104

参考文献104

第6章 OBS的2-D剖面反演建模106

6.1 震相识别与拾取106

6.2 初始模型的建立108

6.2.1 一般原则108

6.2.2 利用已有反射地震剖面和水深测量数据108

6.3 使用WARRPI进行初至波层析成像110

6.4 使用RAYINVR进行速度结构成像112

6.5 海底广角地震反演实例——南海礼乐滩OBS剖面112

6.5.1 正演迭代算法获取的地壳模型114

6.5.2 自动反演方法获取的模型116

6.5.3 由反演模型对多道地震剖面进行时深转换获得的地壳结构118

6.5.4 地壳模型对比分析120

6.5.5 礼乐滩地壳结构特征及意义121

参考文献123

第7章 OBS的3-D地震层析成像125

7.1 方法原理125

7.2 西南印度洋中脊3-D层析成像126

7.2.1 初始模型126

7.2.2 层析成像结果127

7.2.3 模型评估137

7.3 讨论143

7.3.1 与全球超慢速扩张洋中脊地壳结构对比143

7.3.2 关于洋壳厚度145

7.3.3 热液喷口与构造关系149

参考文献150

第8章 横波与多次波的应用154

8.1 转换横波的识别154

8.1.1 两种转换模式154

8.1.2 震相拾取155

8.2 S波的反演建模157

8.2.1 走时模拟及反演157

8.2.2 模型不确定性分析157

8.3 由S波结构讨论南海共轭问题160

8.3.1 礼乐滩及附近海盆的地壳结构特征160

8.3.2 礼乐滩与中沙块体互为共轭160

8.4 多次波的应用161

8.4.1 多次波概念161

8.4.2 多次波应用实例161

参考文献167

第9章 海底天然地震的观测与研究方法169

9.1 接收函数169

9.1.1 基本概念169

9.1.2 基本原理171

9.1.3 几种典型地壳模型的接收函数数值模拟174

9.2 OBS接收函数：地壳-岩石圈结构反演181

9.2.1 数据处理方法181

9.2.2 OBS实测接收函数的求取182

9.2.3 S波速度结构反演184

9.2.4 结果和讨论185

9.2.5 模型评估及H-K叠加检验186

9.3 OBS接收函数：MTZ厚度反演187

9.3.1 求取MTZ厚度的速度谱叠加方法188

9.3.2 西南印度洋中脊实例190

9.4 地壳和地幔的各向异性191

9.4.1 基本认识191

9.4.2 主要利用的震相192

9.5 弱各向异性理论194

9.5.1 本征值及本征矢量194

9.5.2 各向异性界面上Pn的速度195

9.5.3 各向异性界面上Sn的速度196

9.5.4 Pn各向异性分析方法198

9.5.5 SKS各向异性分析方法200

9.5.6 ScS的分裂参数计算202

9.6 OBS各向异性研究实例203

参考文献209