全波反演方法研究及其在南迦巴瓦地壳结构反演中应用

Full waveform inversion is the forefront method in the field of seismic tomography. It could obtained high-resolution velocity model by making full use of the seismic records. Namche Barwa syntaxis is a hotspot for Geoscience researchers because of the drastic deformation in crust and strong seismic activity. However, limited seismic data and traditional methods hampered the progress of researching on it. Therefore, we will research the method of full waveform inversion and complete the program to passive source. Moreover, combing with the waveform data recorded by virtual seismic network in Namche Barwa, the new technique will be applied to explore the crustal structure of Namche Barwa and provide high-resolution velocity model for analyzing the crustal structure and tectogenesis of Namche Barwa.

全波形反演技术是天然地震成像领域的前沿技术，该方法能够充分利用地震波形信息，获得高分辨率的地下速度结构。南迦巴瓦地区地壳形变剧烈、地震活动频繁，是地学研究的热点区域。但是有限的地震观测数据与传统的研究方法阻碍了对该区域进行深入研究的进程。本项目将对全波形反演方法进行研究，实现适合天然地震震源的全波形地下结构反演系统，并利用南迦巴瓦地区加密虚拟观测台网记录的波形资料，进行南迦巴瓦地区地壳速度结构的研究，获取高分辨率的地壳速度模型，进而探索南迦巴瓦地区地下结构与构造运动。

全波形反演是近年来逐渐发展起来的能够充分利用波形信息从而提高成像 结果分辨率的结构反演领域前沿技术，南迦巴瓦地区是喜马拉雅东构造结，为地学研究热点，利用本课题团队在虚拟动态地震观测技术和流动地震观测技术的优势和地球物理反演积累，开展全波反演方法研究及其在南迦巴瓦地壳结构反演中应用。.首先实现了基于伴随原理的全波形反演算法和程序，并用九寨沟7.0级地震震源区及其邻区地壳结构反演进行检验，并与对等资料不同反演方法、同地区不同手段研究结果进行了对比，证明取得成功；通过对九寨沟7.0级地震震源区及邻区地下结构研究获得对该地区地下结构、断裂特性岷山造山机制等一系列认识，九寨沟地震的孕震背景是块体上地壳碰撞，在虎牙断裂引起介质形变。岷山隆起带下方深部积累了弹性应变能，在滑脱面上释放。在南迦巴瓦地区以动态虚拟技术建立了12个实时传输和11个非传输地震台站，已经获得连续地震波形数据2.73TB；从这些连续波形中自动监测处5000多个地震，对其中2.5级以上的地震震相进行了人工拾取；为连续波形地震事件好震相的自动识别研制了软件，并得到国民经济建设的应用；对研究区发生的米林6.9级地震进行了地震序列时空特性、地震活动性、地震序列精定位、显著余震震源机制、震源区P波和S波速度结构等全面研究；利用所获取的观测资料反演了色东普大滑坡的动力学过程；为了解东构造结地区的深部构造背景，开展并完成了“青藏高原中东部及其印缅弧区域上地幔P波速度结构研究”。.全波反演方法与程序的实现为提高地下结构反演精度走出了一条新的途径，新的方法与监测技术结合能清楚数据误差来源利于在数据准备、初始模型建立和反演的各个环节中有效有目的地减少误差。这些对于地下结构研究和复杂构造研究具有重要意义。.本课题培养了毕业了两名博士研究生，一名硕士研究生。.本研究还在努力进行中，许多新的热点问题和新思路也在研究中不断涌现。