起伏地表观测宽角反射地震数据的逆时偏移成像

宽角反射地震资料是探测地壳精细结构的重要信息。在利用宽角资料运动学信息研究地壳几何结构与速度分布基础上发展波动方程叠前深度偏移方法，可以获得低频段的地壳宽角反射结构图像，为地壳精细结构、物质组成以及地球动力学研究提供有价值的约束信息。为适应宽角反射资料采集于复杂地表起伏情况，我们拟通过曲线坐标系将非规则自由表面改造为平界面，构造弯曲坐标系下弹性波波动方程和自由边界条件方程，采用稳定有限差分方法构建三分量地震波场外推算子。以曲线坐标系下程函方程的解构建逆时偏移成像条件下的走时场，并进行超临界角反射引起的广角反射时移校正，实现地表起伏情况下宽角反射结构的波动方程深度域逆时偏移成像。在理论模型研究基础上尝试应用于青藏高原东昆仑断裂带域宽角反射资料处理中。本项研究有望提升宽角资料的信息利用，有助于壳幔精细结构和地球动力学特征研究。

宽角反射地震资料是探测地壳精细结构的重要信息，利用波深度偏移方法构建地壳宽角反射结构特征有助于加深地壳精细结构的研究。鉴于复杂地表观测带来的地震波场模拟困难，我们通过把曲线坐标系中的矩形网格映射到笛卡尔坐标系的贴体网格从而推导出曲线坐标下的起伏地表程函方程，并采用Lax-Friedrichs快速扫描法求解起伏地表的程函方程，实现了起伏地表条件下地震波初至走时的快速计算。为更准确求解起伏地表程函方程我们还提出了一种高阶快速扫描方案，使得到的数值解快速收敛且具有高阶精度。针对宽角反射中波场的广角效应特征我们由Zoepprits方程得出的反透射系数公式各项进行泰勒展开，最终推导出反射振幅、相位移动和时间移动的高精度表达式。针对起伏地表条件给地震资料解释及成像带来的挑战，本项目还提出了一种基于曲线坐标系的走时层析成像方法，及针对弹性波逆时偏移的激发振幅成像条件，从而有望提升宽角资料的信息利用，推进壳幔精细结构和地球动力学特征研究。