基于面波頻散的三維橫波速度方位各向異性層析成像方法

作者：馮梅,安美建

摘要：地震各向異性是反映地球內部介質特性的重要指針之一。常用的橫波分裂法和二維面波方位各向異性層析成像方法很難準確反映各向異性隨深度的變化。將與周期相關的區域化面波方位各向異性轉換成與深度相關的一維橫波速度方位各向異性可以彌補深度信息不足的缺陷。現有三維橫波速度各向異性研究多是通過兩步方法來實現的,即逐個周期二維面波方位各向異性層析成像以及逐個格點一維橫波速度方位各向異性反演。這種分步反演的方式既不利于三維先驗約束的引入,也不利于利用原始觀測擬合誤差對三維模型進行直接評估。因此本文開發了基于面波頻散曲線的三維橫波速度方位各向異性層析成像方法,并編制了相關正演和反演程序。為了檢測方法和程序的有效性,我們對規律分布的三維檢測板模型進行了模擬測試。測試結果顯示:該方法可以很好地恢復各向同性波速異常、各向異性相對強度和快波方向等三維結構信息;而且反演模型相對于參考模型明顯改善了對觀測數據的擬合,降低了對觀測數據的均方根誤差。但對各向同性理論模型進行各向異性反演時,在波速均勻區可產生小于0.5%的假各向異性幅值,在波速非均勻區該假的各向異性幅值會更大,淺部可達3.5%。因此在實際應用中需要謹慎解釋(淺部)非均勻區的各向異性結果。

發文機構：中國地質科學院

關鍵詞：面波頻散曲線方位各向異性橫波速度三維層析成像surface-wave dispersion curvesazimuthal anisotropyS-wave velocity3D tomography

分類號： P315[天文地球—地震學]