用高分辨率譜分解方法研究三河-平谷大地震區(qū)的深部細(xì)結(jié)構(gòu)

李 倩 酆少英 秦晶晶 田一鳴

(中國地震局地球物理勘探中心，鄭州 450002)

0 引言

深地震反射技術(shù)是探測巖石圈精細(xì)結(jié)構(gòu)及地球深部構(gòu)造的有效技術(shù)手段之一(鄧世廣，2017)。然而深地震反射數(shù)據(jù)的探測深度較大，測線經(jīng)過的區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜(如斷裂帶發(fā)育、 地形起伏變化大)，地震數(shù)據(jù)采集過程中的激發(fā)和接收條件均較差，最終導(dǎo)致深地震反射數(shù)據(jù)頻率較低、 頻帶范圍窄、 信噪比和分辨率低下及反射信號能量弱等(楊文采等，1999； Rossetal.，2004； 楊卓欣等，2006； 劉金凱等，2010； Kumaretal.，2011)。此外，由于地殼深部存在各種形態(tài)的復(fù)雜地質(zhì)體，地震波在長距離傳播中會發(fā)生能量吸收衰減等，導(dǎo)致深地震反射剖面中下地殼的反射波組經(jīng)常存在反射能量較弱、 連續(xù)性較差、 呈交織狀或帶狀分布的問題，這給地震資料的正確解釋以及地質(zhì)構(gòu)造的認(rèn)識帶來了困難(Lietal.，1997； 徐明才等，1999； 王海燕等，2007； 李文輝等，2012)。

譜分解方法通常使用離散傅里葉變換，將地震數(shù)據(jù)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到時(shí)頻域，利用不同頻率的數(shù)據(jù)對不同地質(zhì)情況的敏感性來描述不同的地質(zhì)異常，是一種廣泛應(yīng)用于地震數(shù)據(jù)處理與解釋的方法，常被用于進(jìn)行儲層預(yù)測、 定位復(fù)雜斷層、 特殊地質(zhì)特征分析以及油氣識別等。近年來，隨著深地震反射技術(shù)的發(fā)展，譜分解方法也逐漸成為一種提取深地震反射數(shù)據(jù)中弱信號的途徑，并取得了一定的成果(Zhangetal.，2003； 鄧攻等，2015； 曲中黨等，2015； 鄧世廣，2017)。Rappin等(1991)分別使用加窗傅里葉變換和小波變換對ECORS的深反射地震數(shù)據(jù)進(jìn)行了時(shí)頻分析，以研究信號的頻率成分，認(rèn)為時(shí)頻分析方法可以給出地殼內(nèi)波的頻率特性和下地殼結(jié)構(gòu)的更多信息。Vasudevan等(2001)聯(lián)合使用Wigner-Ville分布(WVD)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)技術(shù)研究了加拿大Alberta南部跨哈德遜造山帶和阿爾伯塔基底橫斷面的深反射地震剖面，認(rèn)為時(shí)頻分析方法能夠揭示在任何給定時(shí)間處隨瞬時(shí)頻率變化的能量橫向變化規(guī)律； 同時(shí)也能揭示在任何瞬時(shí)頻率處隨時(shí)間變化的能量橫向變化規(guī)律。鄧攻等(2015)將S變換和Gabor變換應(yīng)用于深地震反射數(shù)據(jù)中，經(jīng)對比認(rèn)為S變換比傳統(tǒng)譜分解方法更具有優(yōu)勢，能夠自動調(diào)節(jié)分辨率，有效提取深部弱信號，提高深部弱反射信號的分辨率和信噪比，并能夠刻畫低頻細(xì)節(jié)特征，獲得更好的成像效果。曲中黨等(2015)使用基于S變換的軟閾值濾波方法對深地震反射廢炮的炮集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，認(rèn)為該方法能夠有效壓制頻帶范圍內(nèi)的混頻干擾，提高反射波組的信噪比，增強(qiáng)反射波組的連續(xù)性，提高深部莫霍面反射波組的分辨率，為后續(xù)深地震反射剖面的精細(xì)處理奠定了良好基礎(chǔ)。鄧世廣(2017)研究了基于OpenMP技術(shù)實(shí)現(xiàn)匹配追蹤時(shí)頻分析方法的并行計(jì)算方法，并將其應(yīng)用于班公湖-怒江縫合帶的深地震反射數(shù)據(jù)中，獲得了深地震反射數(shù)據(jù)目標(biāo)頻段內(nèi)的子波重構(gòu)剖面與時(shí)頻剖面。同時(shí)，其綜合運(yùn)用子波重構(gòu)剖面、 時(shí)頻剖面及純波剖面對班公湖-怒江縫合帶的深部反射結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析，并重點(diǎn)分析了上、 下地殼的反射特征，莫霍面內(nèi)部反射特征以及亮點(diǎn)構(gòu)造。盡管深地震反射數(shù)據(jù)中頻率隨時(shí)間的變化特征已經(jīng)逐漸得到應(yīng)用，但子波相位的變化特征尚未被利用，主要原因是深地震反射數(shù)據(jù)中相位的響應(yīng)特征不明顯，且難以提取。

隨著高分辨率時(shí)頻分析方法的出現(xiàn)，嘗試?yán)眯碌臅r(shí)頻分析方法對深地震反射數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻分布特征分析及相位提取具有重要意義。稀疏約束反演譜分解(SCISD)是基于反演的譜分解方法，能夠產(chǎn)生高分辨率的時(shí)頻譜，其以地震信號時(shí)頻譜的L1范數(shù)作為稀疏約束條件。該方法比基于變換的譜分解方法(如短時(shí)傅里葉變換、 連續(xù)小波變換及S變換等)具有更高的時(shí)頻分辨率、 更好的時(shí)頻聚焦性及抗噪性，能夠提取出相應(yīng)的時(shí)變子波相位信息，且不受時(shí)窗形狀和長度的影響(韓利，2013； Lietal.，2016； 李倩等，2017)。稀疏約束反演譜分解方法已在石油地球物理勘探儲層低頻異常檢測、 儲層識別、 碳酸鹽巖孔洞型儲層識別等方面取得了一定成果。一方面，其能夠提供高時(shí)間分辨率的結(jié)果，利于薄儲層預(yù)測； 另一方面，能夠提供子波相位變化特征以進(jìn)行氣藏檢測及碳酸鹽巖孔洞識別。然而，目前其尚未應(yīng)用于深地震反射數(shù)據(jù)分析中。本文將稀疏約束譜分解方法應(yīng)用于三河-平谷8.0級大地震區(qū)深地震反射數(shù)據(jù)中，分析深地震反射數(shù)據(jù)的時(shí)頻、 相位特征，在目標(biāo)頻率范圍內(nèi)重構(gòu)信號，提取深部低頻有效弱信號，并將時(shí)頻剖面和重構(gòu)剖面相結(jié)合，研究三河-平谷8.0級大地震區(qū)深部反射細(xì)節(jié)特征。

1 基于非平穩(wěn)褶積模型的反演譜分解算法

Bonar等(2010)提出了一種基于反演的復(fù)譜分解技術(shù)，該方法將傳統(tǒng)的褶積模型拓展為一個(gè)多子波褶積模型，利用反褶積方法，使用不同頻率零相位的雷克子波將地震記錄在特定時(shí)刻分解成不同的頻率分量，即

(1)

其中，s(t)是地震記錄，k是與子波主頻線性相關(guān)的參數(shù)，I表示參與計(jì)算的反射系數(shù)向量或子波的總個(gè)數(shù)，wk(t)是主頻與角標(biāo)k相對應(yīng)的零相位雷克子波，rk(t)是具有地震記錄中頻率與相位信息的反射系數(shù)序列，n(t)指隨機(jī)噪聲。

將式(1)的褶積形式改寫為乘積形式：

(2)

即

(3)

其中，W是復(fù)雷克子波庫，r是包含了所有偽反射系數(shù)序列的矩陣(Portniaguineetal.，2004； Bonaretal.，2010； Hanetal.，2012； 韓利，2013； Lietal.，2016； 李倩等，2017)。

式(3)中矩陣r的元素個(gè)數(shù)遠(yuǎn)大于地震記錄的元素個(gè)數(shù)，該方程是欠定的。本文采用L1范數(shù)進(jìn)行正則化，將欠定問題轉(zhuǎn)化成適定的，從而得到目標(biāo)函數(shù)：

(4)

其中，‖r‖1是L1范數(shù)約束項(xiàng)，決定反射系數(shù)最終分布的形狀。λ(λ>0)是正則化算子，即稀疏度參數(shù)，其控制解的穩(wěn)定性。當(dāng)使用稀疏約束條件(在本文中特指L1范數(shù))求解方程(3)時(shí)，反演譜的分解方法稱為稀疏約束反演譜分解方法。

對式(4)采用快速迭代軟閾值算法(Becketal.，2009)求解，可以通過下式得到式(4)的解析解：

(5)

其中，α≥max eig(WHW)，即α的值必須大于等于WHW的最大特征值。yi是一個(gè)與ri和ri-1都有關(guān)的變量，用來提高計(jì)算效率。r的模即為地震記錄的時(shí)頻能量譜，而r的反正切為地震記錄的時(shí)頻相位譜。

2 深地震反射數(shù)據(jù)概況

三河-平谷8.0級大地震區(qū)位于北京東部華北沉降帶與燕山隆起區(qū)相交會的平原區(qū)。在地質(zhì)構(gòu)造單元上位于華北裂陷盆地東北端與NW向張家口-蓬萊斷裂帶的復(fù)合、 交會部位，是新構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈的地區(qū)(劉保金等，2009)。該區(qū)破壞性地震發(fā)生較多，地震活動頻繁，災(zāi)害程度較高(趙金仁等，2004)，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造見圖1。

圖1 研究區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和深地震反射剖面位置圖

本文使用中國地震局地球物理勘探中心于2005年在北京地區(qū)布設(shè)的長約100km的深地震反射測線獲得的反射地震數(shù)據(jù)開展研究。該數(shù)據(jù)采用爆炸震源激發(fā)，采樣間隔為2ms，橫向剖面樁號范圍為6～99.6km(與劉保金等(2009)的工作一致)，測線穿過了三河-平谷8.0級大地震區(qū)以及北京地區(qū)的主要斷裂構(gòu)造(深地震反射測線位置見圖1)。該區(qū)的深地震反射數(shù)據(jù)具有深反射數(shù)據(jù)的普遍特征，如深部有效信號頻率較低、 中下地殼的地震波組能量較弱等。圖2 中是三河-平谷大地震區(qū)深地震反射數(shù)據(jù)總的振幅譜，可以看出該實(shí)際數(shù)據(jù)的主要能量集中于10～35Hz頻率范圍，主頻約為15Hz。本文將針對此數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻分析與剖面重構(gòu)研究。

圖2 三河-平谷大地震區(qū)深地震反射數(shù)據(jù)的振幅譜

3 應(yīng)用結(jié)果及分析

3.1 單道地震數(shù)據(jù)重構(gòu)測試

地震信號在反演譜域是稀疏的，可以用高能量的稀疏成分代表幾乎整個(gè)地震信號的能量，以實(shí)現(xiàn)地震信號的重構(gòu)。為了測試稀疏約束反演譜分解方法的重構(gòu)性，首先截取三河-平谷大地震區(qū)深地震反射數(shù)據(jù)中某道9.5～11.5s的深部數(shù)據(jù)單道進(jìn)行測試(圖3)。圖3a 是原始單道記錄，其地震數(shù)據(jù)波形特征明顯，振幅強(qiáng)弱隨時(shí)間變化，強(qiáng)振幅值分別出現(xiàn)在10.05s、 10.6s及10.95s處； 從圖3b 所示的稀疏約束反演譜分解的時(shí)頻能量譜中可以看出，該道地震數(shù)據(jù)頻率范圍主要集中在10～27Hz，主頻約為16Hz，信號的頻率隨時(shí)間的變化特征較為明顯，時(shí)頻能量譜的能量聚焦性好，時(shí)間分辨率和頻率分辨率同樣較高，強(qiáng)能量團(tuán)與圖3a 中的強(qiáng)振幅值一一對應(yīng)，能夠有效識別出地震信號中的異常幅值； 圖3c 是稀疏約束反演譜分解的時(shí)頻相位譜，可以看出地震信號的相位信息豐富，相位特征變化明顯，某些微小信號由于振幅能量較弱在時(shí)頻能量譜上被忽略，在相位譜上也顯現(xiàn)出相位大小及正負(fù)變化，使相位譜具有了實(shí)際意義，有利于地震信號的解釋； 圖3d 是原始單道(藍(lán)色)和重構(gòu)數(shù)據(jù)(紅色)的對比，可以看出，通過稀疏約束反演譜分解方法可以較為準(zhǔn)確地重構(gòu)地震信號，信號的幅值沒有得到太大的衰減。由此可見，稀疏約束反演譜分解方法在深地震反射數(shù)據(jù)中的應(yīng)用具有一定的可行性。

圖3 三河-平谷大地震區(qū)深地震反射單道數(shù)據(jù)的時(shí)頻分析與重構(gòu)

3.2 深地震反射剖面的重構(gòu)與時(shí)頻分析

將稀疏約束反演譜分解應(yīng)用于整個(gè)深地震反射剖面(圖4)，通過篩選合適的頻率范圍，得到重構(gòu)剖面(圖5)及時(shí)頻相位譜(圖6)。基本流程如下： 首先，對整個(gè)深地震反射數(shù)據(jù)進(jìn)行稀疏約束反演譜分解，得到二維疊加剖面的時(shí)頻分布特征； 其次，根據(jù)地震信號頻譜分布范圍，可知有效反射信號的能量主要集中在10～35Hz，因此選擇10～35Hz的子波對剖面進(jìn)行重構(gòu)，得到10～35Hz重構(gòu)剖面(圖5)，并選取主頻為15Hz的分頻剖面(圖6)進(jìn)行地殼結(jié)構(gòu)特征分析。

圖4 三河-平谷大地震區(qū)的深地震反射時(shí)間疊加剖面

圖5 三河-平谷大地震區(qū)的深地震反射數(shù)據(jù)重構(gòu)剖面(10～35Hz)

圖6 三河-平谷大地震區(qū)的深地震反射數(shù)據(jù)時(shí)頻能量譜(15Hz)

對比分析原始疊加剖面(圖4)、 重構(gòu)剖面(圖5)及15Hz時(shí)頻剖面(圖6)，尤其是在重構(gòu)剖面(圖5)及15Hz時(shí)頻剖面(圖6)上可以看出，反射同相軸能量在上地殼淺部(雙程旅行時(shí)5s以淺)較強(qiáng)，且分段連續(xù)，同相軸中斷、 位錯(cuò)明顯，顯示存在斷裂，斷裂密布，特征明顯； 雙程旅行時(shí)5.8～7.5s之間存在一條明顯的反射條帶，以近水平的疊層狀反射為主，是上、 下地殼之間的分界面； 下地殼反射能量較弱，僅存在少量傾斜反射，可能由于下地殼為塑性狀態(tài)，難以產(chǎn)生有效反射； 殼幔過渡帶(莫霍過渡帶)位于雙程旅行時(shí)10～11.3s之間，在剖面上自雙程旅行時(shí)約10s時(shí)開始出現(xiàn)，縱向上持續(xù)1～1.3s，表現(xiàn)為疊層狀、 縱向上有一定延續(xù)時(shí)間的強(qiáng)反射條帶； 殼幔過渡帶之下的上地幔頂部表現(xiàn)為弱小、 凌亂的不連續(xù)反射，僅在剖面NW端約11.6s處出現(xiàn)了弧狀強(qiáng)反射同相軸，延續(xù)至剖面樁號約75km處。對比圖4—6可以看出，10～35Hz重構(gòu)剖面及15Hz時(shí)頻剖面比原始剖面具有更高的信噪比和分辨率，提高了同相軸的連續(xù)性，原疊加剖面上被噪聲湮滅的低頻細(xì)節(jié)特征也能夠被清晰地刻畫； 且其將整個(gè)地震剖面中值得關(guān)注的某一頻段信號進(jìn)行抽離并單獨(dú)顯示，有助于排除其他干擾分量、 深入分析目標(biāo)頻段的信號特征、 提高對地震剖面的整體認(rèn)識。此外，殼幔過渡帶反射波組的橫向變化、 縱向的分布范圍及內(nèi)部的反射波組結(jié)構(gòu)特征也比原始地震剖面上的更加清晰。

3.3 剖面的淺部構(gòu)造及斷層識別

振幅譜和相位譜共同組成了一個(gè)地震信號的完整頻譜特征。然而，目前的地震資料解釋工作一般使用振幅譜，由于相位譜復(fù)雜難懂，經(jīng)常被忽視。反射地震信號的相位信息一般可用于確定地下地質(zhì)構(gòu)造的邊界情況，但由于其分辨率不足且較為復(fù)雜，較少有學(xué)者利用信號的相位譜識別地下構(gòu)造及斷層信息。稀疏約束反演譜分解方法能夠得到較高分辨率的相位譜，為我們利用相位譜進(jìn)行構(gòu)造及斷層的判別提供了幫助，且可以與地震反射時(shí)間剖面上的反射波組特征相互驗(yàn)證，確定構(gòu)造及斷裂的相關(guān)信息。

為了驗(yàn)證時(shí)頻相位譜是否能夠有助于識別構(gòu)造和斷裂，選取三河-平谷大地震區(qū)深地震反射數(shù)據(jù)中淺部前4s構(gòu)造及斷層豐富的部分(橫向剖面樁號范圍為11～46km，截取時(shí)間范圍為0～4s，如圖7a 所示)，針對此部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行稀疏約束反演譜分解，提取對應(yīng)的時(shí)頻相位譜剖面進(jìn)行分析。

從圖7a(紅色實(shí)線為根據(jù)波組特征解釋的斷層)中可以看出，剖面反射能量較強(qiáng)，反射層位豐富，存在幾組自西向東傾斜的密集反射層，具有典型的沉積盆地特征，斷裂特征較為明顯，然而仍不夠清晰明了，容易漏掉有效信息，且無法判斷上斷點(diǎn)的位置。對該剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行稀疏約束反演譜分解處理，結(jié)合圖2 所示的深地震反射數(shù)據(jù)的頻率范圍，分別提取主頻16Hz、 小于主頻10Hz和大于主頻26Hz的時(shí)頻相位譜，如圖7b—d所示。與圖7a 中的原始地震剖面進(jìn)行比較可以看出，斷層以及沉積盆地特征在時(shí)頻相位譜中更加明顯，與地震剖面相比也更容易識別。時(shí)頻相位譜的相位變化明顯，構(gòu)造及斷裂特征的時(shí)頻能量分布在相位譜圖上較為清晰，信號細(xì)節(jié)部分的變化也得到了體現(xiàn)，剖面橫向及縱向上的相位特征變化清晰明了，斷裂向上、 向下的延伸情況一目了然，有助于確定上斷點(diǎn)的位置，也有利于判斷構(gòu)造邊界。對比不同頻率的時(shí)頻相位譜(圖7b—d)可以看出，10Hz的時(shí)頻相位譜由于頻率較低，缺失了一些高頻信息，淺部有些位置的細(xì)節(jié)變化無法得到體現(xiàn)； 16Hz的時(shí)頻相位譜由于在主頻附近，信息較為全面且豐富，能量分布稍顯均衡，相位變化的細(xì)節(jié)特征體現(xiàn)明顯，構(gòu)造和斷裂信息較為豐富，需要仔細(xì)判斷； 26Hz的時(shí)頻相位譜上冗余信息較少，主要反射層特征明顯，能夠很容易分辨出構(gòu)造邊界、 斷裂上斷點(diǎn)位置及斷距。對該實(shí)際地震數(shù)據(jù)的稀疏約束反演譜分解結(jié)果進(jìn)行分析認(rèn)為，該方法提供的時(shí)頻相位譜簡單易懂，為地震資料解釋人員從相位的角度分析地下的地質(zhì)構(gòu)造信息提供了有效幫助，可對不同頻率的時(shí)頻相位譜與地震反射剖面進(jìn)行綜合分析，有助于識別地質(zhì)構(gòu)造及斷裂。

3.4 剖面深部莫霍過渡帶的特征識別

在地球物理學(xué)方面，學(xué)者們認(rèn)為莫霍面通常是一個(gè)速度突變面，具有一定厚度，是由一組高速和低速薄層組成的速度梯級變化帶，為地殼和地幔的分界面。莫霍面內(nèi)部由一系列近水平、 相互結(jié)合平整的反射疊層組成，具有殼幔過渡帶的性質(zhì)(曾融生等，1985； 王椿鏞等，1993； 張先康等，1996)。

在原始疊加剖面、 重構(gòu)剖面及時(shí)頻剖面(圖4—6)中能夠看到在下地殼及上地幔之間存在能量較強(qiáng)的反射波組(位于雙程旅行時(shí)10～11.3s之間)，特別是在重構(gòu)剖面以及時(shí)頻剖面上得到了充分的體現(xiàn)，認(rèn)為此處強(qiáng)反射波組是莫霍過渡帶的顯示。為了進(jìn)一步分析研究莫霍過渡帶內(nèi)部的反射特征，利用10～35Hz的子波重構(gòu)剖面及不同頻率的單頻相位譜突出刻畫了9.5～11.5s范圍內(nèi)的反射信息(圖8)。從本次處理得到的重構(gòu)剖面及不同頻率時(shí)頻相位譜圖中可以看出，莫霍過渡帶表現(xiàn)為由彼此近平行、 相互結(jié)合平整的反射段組成的疊層反射結(jié)構(gòu)，特別是在重構(gòu)剖面和時(shí)頻相位譜圖上得到了突出的體現(xiàn)。該過渡帶在重構(gòu)剖面上約TWT 10s時(shí)開始出現(xiàn)，縱向上的持續(xù)時(shí)間約為1～1.2s，底界對應(yīng)于莫霍面的位置。采用地殼平均P波速度為6.2km/s(趙金仁等，1999，2004； 張先康等，2002； 劉保金等，2011)計(jì)算莫霍過渡帶的厚度及深度，根據(jù)雙程旅行時(shí)可計(jì)算得到莫霍面的深度為34～35.5km，厚3.1～3.7km。重構(gòu)剖面所揭示的莫霍過渡帶整體較為平緩，橫向上可連續(xù)追蹤，莫霍過渡帶的反射能量在剖面樁號約36km附近明顯變?nèi)?。從時(shí)頻相位譜圖上可以看出，在莫霍過渡帶內(nèi)部，反射震相相位橫向上變化明顯，說明殼幔過渡帶存在著強(qiáng)烈的橫向不均勻性。剖面兩端反射同相軸波組較為密集，多呈近水平狀，并伴有錯(cuò)斷、 相交以及弱能量等現(xiàn)象； 在剖面樁號約36km附近相位變化劇烈、 細(xì)碎且雜亂，使剖面NW和SE部分的反射特征被有效區(qū)分； 在剖面北西側(cè)，反射波組呈近水平展布，在剖面東南側(cè)，反射波組明顯向NW傾斜，且與北西側(cè)的反射波組存在一定的落差，暗示了該處可能有一條切穿莫霍面的深大斷裂。此外，對比不同頻率時(shí)頻相位譜可以發(fā)現(xiàn)，低頻的10Hz和15Hz時(shí)頻相位譜能量較強(qiáng)，所含信息較為豐富，橫向上相位變化明顯，莫霍過渡帶內(nèi)部的變化顯而易見； 而在25Hz的時(shí)頻相位譜上只留下了一些能量較強(qiáng)的高頻信息，缺失了相關(guān)的低頻信息，細(xì)節(jié)變化無法得到體現(xiàn)。

圖8 三河-平谷大地震區(qū)深地震反射莫霍面范圍的局部剖面、 重構(gòu)剖面及不同頻率的時(shí)頻相位譜剖面

4 結(jié)論

本文介紹了一種目前在油氣儲層預(yù)測、 碳酸鹽巖孔洞識別等方面取得了一定成果的稀疏約束反演譜分解方法，并將其應(yīng)用于深地震反射數(shù)據(jù)中，對三河-平谷8.0級大地震區(qū)深地震反射數(shù)據(jù)的單道及疊加剖面進(jìn)行了時(shí)頻特征分析以及數(shù)據(jù)重構(gòu)，發(fā)現(xiàn)重構(gòu)剖面及時(shí)頻剖面比原始剖面具有更高的信噪比和分辨率，提高了剖面同相軸的連續(xù)性，不僅能標(biāo)定深地震反射數(shù)據(jù)中弱信號不同時(shí)刻的頻率分量，還能清晰刻畫原疊加剖面上被噪聲湮滅的低頻細(xì)節(jié)特征； 高分辨率的時(shí)頻相位譜具有豐富的相位信息，相位特征變化明顯，可借助時(shí)頻相位譜進(jìn)行斷層識別，有助于判斷構(gòu)造邊界； 子波重構(gòu)技術(shù)及高分辨率的單頻相位譜有助于刻畫出莫霍過渡帶內(nèi)部的反射結(jié)構(gòu)特征。以上結(jié)論表明，稀疏約束反演譜分解方法適合用于深地震反射數(shù)據(jù)的譜分解。

對原始反射地震剖面進(jìn)行時(shí)頻特征分析，并通過地震信號的可重構(gòu)性對深地震反射數(shù)據(jù)進(jìn)行有目的的重構(gòu)，能夠提取深部有效弱信號； 對時(shí)頻剖面和重構(gòu)剖面的聯(lián)合對比分析有助于深入研究深部精細(xì)構(gòu)造，建立對深部構(gòu)造的直觀認(rèn)識。該方法以新的視角分析深地震反射剖面，有助于取得新的地質(zhì)認(rèn)識，具有十分重要的研究意義，可以在深地震反射數(shù)據(jù)解釋中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

致謝中國地震局地球物理勘探中心為本研究提供了數(shù)據(jù)支持； 劉保金研究員在地震資料解釋方面給予了指導(dǎo)。在此一并表示感謝！