有限频率地震层析成像方法及进展_杨峰论述.pdf

　第 29 卷 　第 4 期 地 　　震 Vo l.29 , N o .4　 　2009 年 10 月 EA RT H Q U AK E O ct., 2009　 有限频率地震层析成像方法 及研究进展 ＊ 杨 　峰 , 黄金莉 (中国地震局地震预测研究所 , 北京 　100036) 摘要 :本文 从基于射线理论的走时地震层析成像的发展引出有限频率地 震层析成 像 , 说明 两者 最为本质的差别是有限频率灵敏度核函数 。概述 了有限频率层析成像方法和基本原理 , 详细阐 述了国内外有关有限频率层析成像方法 的研究 进展和 应用成 果 , 强 调有限 频率层 析成像 对全 球地幔柱研究的重要意义 , 最后指出有限频 率层析 成像方 法在理论 上的诸 多优点 目前还 没有 在实际应用中得到充分体现 , 还存在一些问题需要解决 。 关键词 :有 限频率层析成像 ;灵敏度核函数 ;宽频带地震波形 ;三维速度结 构 ;地幔柱 中图分类号 :P315.7　 　　文献标识码 :A 　　 　文章编号 :1000-3274(2009)04-0052-11 引言 　　目前 , 地震波是研究地球内部结构最有效 、 分辨率最高的主要工具之一 。地震发生时 所释放的部分能量以波的形式在地球内部传播 , 利用地震仪将地震波传到地表时的振动记 录下来 , 并将不同位置台站所观测到的地震波走时与理论走时相互对比得到走时残差 , 通 过反演大量地震射线的走时残差来得到地球内部速度结构图像的方法称为地震走时层析成 像 。自 70 年代中期 Aki 等[ 1 , 2] 提出地震走时层析成像方法以来 , 该方法得到了极大的发 展 , 由网格参数取代了以往的分块模型 , 模型空间可存在多个复杂形状的间断面[ 3 , 4] , 并发 展了非均匀网格参数化的方法[ 5] 。近年发表的一系列不同尺度的三维模型能清楚地勾画出 俯冲板块及之上楔形地幔的图像 、 发现活火山前缘的???速体[ 4 ～ 7] , 对大地震震源区及断裂 带两侧的精细结构清晰成像[ 8 , 9] 。地震走时层析成像是地震学家提供给地学界强有力的工 具 , 它对地球科学的发展产生了重要的影响[ 10] 。 但是 , 地震走时层析成像仍然存在缺陷 , 其研究方法都是建立在射线理论的基础上 , 即将地震波看作无限高频的光波 , 用一条狭窄的射线来代表地震波的传播路径 。射线的轨 迹则是根据费马原理 , 由震源到台站之间走时最短的路径决定 。地震波的传播路径和不同 台站的到时完全取决于射线路径上的速度结构 , 即认为射线路径以外的速度扰动对走时没 ＊ 收稿日期 :2009-01-12 ;修改回日期 :2009-03-16 基金项目 :中国地震局地震预测研究所基本科研业务专项(2007-13);地震行业科研专项(200708008) 作者简介 :杨峰(1982-), 男 , 黑龙江大庆人 , 2006 级在读硕士研究生 , 主要从事数字地震学等研究 。 　4 期 　　　　　　　 　　杨 　峰等 :有限频率地震层析成像方法及研究进 展 　 53 有任何影响 。然而与射线理