用遗传算法反演地壳的变密度模型.pdfVIP

维普资讯 第 29卷 第 11期 武 汉 大 学 学 报 ·信 息 科 学 版 Vo1．29NO．11 2004年 11月 GeomaticsandInformation ScienceofW uhanUniversity NOV．2004 文章编号 ：1671—8860(2004)11—0981—04 文献标识码 ：A 用遗传算法反演地壳的变密度模型 柯小平 王 勇 许厚泽 (1 中国科学院测量与地球物理研究所，武汉市徐东路 174号，430077) (2 中国科学院研究生院，北京市玉泉路 甲 19号 ，100038) 摘 要：用青藏高原布格重力异常资料 ，结合亚 东一格 尔木地学断面得到的 Moho面结构，反演 了青藏高原 中 部地壳 内密度随深度变化的指数分布函数，试验得 出地壳表层与地幔的密度差约为一O．926g·cm～ ，地壳的 平均密度值为 2．750g ·cm～ 。 关键词：遗传算法；重力反演；变密度 ；青藏 高原 中图法分类号：P223；P313 地球 内部 的密度横 向不均匀和纵 向细分层是 约束，在频率域中采用遗传算法，反演地壳变密度 决定地球结构和动力学行为的重要 因素之一 。由 模型。作为应用实例，反演了青藏高原中部的变 地壳密度不均匀导致的内部物质运动可引起岩石 密度模型，并探讨 了其地球物理含义及进一步 的 圈板块运动和各类地壳和岩石 圈的构造和演化 ， 应用前景 。 这些运动又能引起全球 和 区域构造应力场 的变 化。因此，壳幔结构纵向细分层和横 向不均匀的 1 遗传算法反演地壳变密度模型 研究一直是地球物理研究的重要 内容 。为了解地 壳 内部 的密度细分结构 ，一种方法是通过密度与 地壳中密度与深度 的关系可用常量、线性关 速度所存在的某种关系将速度转化为密度 ；另一 系、指数关 系、Fourier级数关系及三次样条 函数 种方法是通过重力异常 ，反演地壳 内部 的密度界 关系等 来表达 。在密度的纵向变化过程中，地壳 面或横 向不均匀性 。然而 ，由于位场 的可叠加性 ， 表层的密度随深度变化较快 ，深部变化趋缓 ，因此 ， 重力反演具有非惟一性 ，尤其是对于利用重力资料 本文采用密度与深度呈指数关系的变密度模型。 反演多界面结构或多层变密度结构 。为 了克服重 假定地壳表层与地幔的密度差为 Apo，壳幔 力反演的非惟一性 ，将重力与地震资料结合 ，用地 密度差指数模型为 ： 震资料提供一定的约束 ，是一种很好 的解决办法 。 Ap(z)一 △ e一 (1) 在利用重力资料反演壳幔结构时，往往采用地 式 中，为衰减系数 ；z为深度 。 壳均匀密度模型，即密度一深度函数为常量，这无疑 由壳幔密度界面引起 的重力异常在波数域 中 是一种极为近似的模型，因为地球 内部的密度值是 的计算公式为_3j： 随深度变化 的。一些学者 曾对变密度模型反演壳幔 F[Ag]一一2nGApoe-( o· 结构等进行了研究 ]。这些研究大多是在频率域 ∑ F[ (2) 中利用Parker-Oldenburg公式 迭代反演，其优点 L ”= l 。’ J 是速度快 ，但存在对重力的 “向下延拓”过程而产生 式中，Ag为重力异常；F[Ag]为重力异常的谱；G 高频噪声，为了消除高频噪声，需要采取低通滤波技 为万有引力常数 ；h为界面起伏 ；k