波形空間梯度法在深部地球物理學(xué)中的應(yīng)用

梁春濤 楊宜海 余洋洋

（成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院，成都610059）

（作者電子信箱，梁春濤：liangchuntao12＠cdut.cn）

近幾年，不同尺度（全球性，區(qū)域性和局部性）的高密度地震臺(tái)網(wǎng)迅速增加。比較典型的例子包括美國的USArray計(jì)劃。約400臺(tái)寬頻帶地震儀形成一個(gè)流動(dòng)掃描儀從美國西部移動(dòng)到東部。與此相應(yīng)，中國也正在實(shí)施“中國地震探測(cè)臺(tái)陣”計(jì)劃。該計(jì)劃規(guī)模更大，臺(tái)網(wǎng)更密。為監(jiān)測(cè)青藏高原東沿地震活動(dòng)性，四川省和云南省地震局也建有非常密集的固定地震臺(tái)網(wǎng)。而其他為特定研究目標(biāo)而建立的流動(dòng)臺(tái)網(wǎng)也是與日俱增。有了高密度的地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)，有效地從這些臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)中得到地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和研究波傳播現(xiàn)象的方法就成為這些高密度臺(tái)網(wǎng)計(jì)劃成敗的關(guān)鍵。

波形梯度法是美國孟菲斯大學(xué)Charles A.Langston引進(jìn)到地震學(xué)領(lǐng)域的一種全新的臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理方法。該方法有效地利用地震波的時(shí)間和空間特性，從單一地震的密集臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)求得波形的空間梯度，然后進(jìn)一步得到波傳播的相速度、傳播方向、幾何擴(kuò)散以及輻射模式等4大波傳播參數(shù)。而從這些波傳播參數(shù)中求得傳播介質(zhì)的物理特性仍然是個(gè)亟待解決的問題。目前需要解決的主要問題包括：①用波形梯度法研究介質(zhì)的三維速度結(jié)構(gòu)；②用波傳播方向性和輻射模式研究介質(zhì)的各向異性，間斷面等介質(zhì)特性。該方法一個(gè)最有前景的應(yīng)用就是用于探測(cè)臺(tái)網(wǎng)覆蓋區(qū)域的斷裂面分布；③用幾何擴(kuò)散研究介質(zhì)的衰減特性；④探討該方法在不同尺度和不同區(qū)域的地震臺(tái)網(wǎng)的應(yīng)用。同時(shí)也研究不同震相對(duì)該方法的適用性。該方法已經(jīng)被成功地應(yīng)用于小型工程地震儀臺(tái)網(wǎng)、局部性寬帶地震儀臺(tái)網(wǎng)以及區(qū)域性臺(tái)網(wǎng)。

本項(xiàng)目組正在或?qū)⒁_展以下方面的研究：①利用小型可控源的工程地震數(shù)據(jù)進(jìn)一步完善該方法及其理論研究；②將該方法應(yīng)用于首都圈高密度地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)，研究華北板塊地殼及上地幔結(jié)構(gòu)；③研究青藏高原東緣地殼及上地幔結(jié)構(gòu)；④應(yīng)用于其他高密度地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)。