地震层析技术 (1998年)

地震层析技术是一种利用地震波在地球内部传播的原理，通过分析地震波的传播路径、速度及振幅的变化，来反演地球内部结构的方法。这项技术在地质学、地球物理学、石油勘探等多个领域有着广泛的应用。本文涉及的1998年的地震层析技术研究，主要集中在两个方面：一是通过实验合成矿石来模拟地震层析技术中的某些过程；二是利用地震波传播理论和层析方程，对地震波在地球内部传播过程中的动力学特征进行反演分析。 地震层析技术中的实验合成矿石研究方面，实验者使用了自我紧固的高压密封压力容器和石英管来进行实验，以模拟特定物理化学条件下的矿化反应过程。这一实验的目的是探究在热液型金矿床中金和硫化铁矿物（黄铁矿）之间的关系。实验条件是模拟山东胶东地区的玲珑热液型金矿床确定的，温度范围在400到200摄氏度，压力为50到10兆帕，NaCl和Na2S的浓度为0.5到1摩尔/升，pH值在2到6.5之间。实验中所使用的反应物包括FeSO4、S、AuCl3和HCl。反应持续时间为7到12天。 实验结果显示，合成的黄铁矿呈现出完美立方体或五角十二面体的晶体形态。部分淋洗试验表明，在黄铁矿晶体中心部分存在分散性的含金包裹体，含量为90x10^-6到60x10^-6。通过部分淋洗和电子探针分析，还在黄铁矿边缘以及残余的FeSO4材料中测量到了大量的金颗粒。这表明，在实验反应系统中，只有少量的金与黄铁矿共生，而大量的金仍然残留在溶液中，在后期的断裂活动中形成裂隙金。实验结果与胶东地区和其他地区的热液型金矿床的观察事实相符。研究关键词包括含金黄铁矿、合成实验、热液金和铁的分异、成矿反应系统。 地震层析技术的理论研究方面，地震学家Dziewonski和Woodward将地震层析技术分为射线理论层析和波动方程层析两大类。射线理论层析忽略了地球内部差异走时，通过联合反演得到了不同深度地慢的动力学特征，这是一种在射线路径上进行旅行时反投影的方法。波动方程层析则考虑波程上的微分，有利于分析全球地慢速度异常带，并进行波场反投影。地震CT技术是利用计算机技术，建立初始模型，通过反复迭代逼近真实地球内部结构的过程。 地震CT技术的反演方法包括矩阵反演法、傅立叶变换及下降活动法、褶积方法或滤波反投影法和代数重建技术（ART）。通过这种方式，可以加深对岩石圈厚度变化、软流圈的不均匀性以及大洋中脊下部是否存在上涌热物质等问题的理解。地震层析技术的研究成果对于地球内部结构的研究非常重要，特别是PREM模型，它提供了关于上地幔、过渡带、下地幔、外核和内核的P波速度、S波速度和密度随深度变化的信息，有助于更好地了解地球内部结构。 地震层析技术在1998年的研究阶段，已经显示出了其在地质学和地球物理学研究中的重要作用。实验合成矿石的研究有助于理解矿床的形成过程，而地震波传播理论的深入研究则为探查地球内部结构提供了有力的技术支持。这些研究的成果对预测板块运动、认识地幔柱的上升和下降活动以及理解地球内部动力学问题等方面都具有重要的指导意义。随着地震层析技术的不断进步，人们对地球内部的了解将越来越深入，这对于地球科学的发展有着不可估量的价值。