地震体波成像中的几个问题.PDF

1999 年 11 月 地 　球 　物 　理 　学 　进 　展 第 14 卷 　第 4 期 地震体波成像中的几个问题 陈辉 　刘福田　游庆瑜 　何建坤 　闫晓蔚 ( ) 中国科学院地球物理研究所, 北京　100 10 1 摘 　要 : 本文在论述地震体波成像中速度模型间断面的引入 、体波多震相的利用等优越性的同 时 , 利用研究区之外 、能改善或分辨地球内部更深处的远震资料 , 得到研究区平均相对走时残 差的分布. 结果表明: 1. 采用相对走时残差消除了模型区域外的地球模型的影响 , 从而使得在 远震理论走时计算中 , 球状分层各向同性参考地球模型的选取是不重要的; 2 . 平均相对走时残 差的分布与研究区内构造分区相关 ; 3 . 研究区中地球形状的椭率对反演结果影响很小. 关键词 : 间断面 ; 续至震相 ; 地球模型 ; 远震 ; 残差 ; 椭率校正 中国分类号 : P3 153 　　文献标识码 : A 文章编号 : 1004 - 2903 ( 1999) 04 - 0009 - 09 体波成像是地震层析成像中分辨率最高的方法. 成像过程中涉及到数据采集预处理 、 参数模型化和反演成像等诸多方面. 其中有一些重要的基本问题值得探讨. 1 　速度模型中的间断面 　　在反演理论与实际反演问题中 , 反演结果的可靠性越来越成为研究者关注的一个点焦. 以 〔1 ,2 〕 致认为 , 没有反演结果可靠性定量描述的反演问题是不完全的 . 与反演结果可靠性评 价直接有关的是模型问题. 我们所说的反演问题是在给定模型类中的结果 , 所谓可靠性评 价无不依赖于给定的模型类. 地球内部存在诸如壳幔间断面 ( Moho) 、上下地幔间断面乃 至核幔边界 ( CMB) , 已是地球科学家由来已久的共识. 流行的成像方法在其模型中并未 对此给予合适的考虑. 为了使成像结果有更好的保真度 , 速度模型中引入间断面就显得十 分必要. 速度间断面的引入至少可得到如下好处 : 其一 , 间断面的存在来源于地震观测事实和 地震波传播讨论 , 地震波传播至间断面会出现波的分裂 ( 如透射 、反射等) 和波的转换 ( P →PS 、S →SP) , 而易于观测到的 Moho 震相 Pn 与 Pg 在走时曲线上会存在明显的分枝 , 随着宽频带三分量数字地震观测技术的发展 , 上述多种震相在地震记录中清晰可辨. 而间 断面的引入 , 使成像反演不仅可以充分地利用这些波至 , 而且显著地提高了间断面附近的 　　　　　　　　　　 收稿 日期 : 1999 年 5 月 6 日 基金来源 : 国家高技术研究发展计划 (863 计划) 820 - 0 1 - 04 课题资助 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ·10 · 地 　球 　物 　理 　学 　进 　展 1999 年 垂直分辨. 其二 , 所谓间断面 , 如果不涉及有可能是波速急剧变化的高梯度带的讨论 , 通 常还不会是如水平分层模型中那样的平面 ,