地震层析成像方法综述

地震

维普资讯 doc.guandang.net

第2 9卷第 4期 20 0 6年 l 0月

地

震

研

究

VO.2 1 9. No 4 . 0c .. 2 06 t 0

J OURN AL OF S SM OLOGl EI CAL RES EARCH

地震层析成像方法综述 雷 胡祥云栋， (、南方石油勘探开发公司，州 50 4: 1广 12 0

2中罔地质大学地球物理空间信息学院，武汉 4 0 7 ) . 3 04

摘要：对各种地震层析成像方法进行了分类比较以层析成像技术各个部分的各种方法为重点，分别阐述了地震层析成像技术的 4个主要方面 (模型的参数化、演计算、反演及 I重建、反演结果的评价 )具体方法的发 到像展现状和进展，并对地震层析成像技术未来的发肥‘向做 r展望关键词：地震层析成像；射线追踪；波场模拟；解的价；方法 中图分类号：P 1. 1文献标识码：A文章编号： 10 0 6 35 3 0 0— 6 6一( 0 6 0 0 1 0 20 )4— 4 8— 9

是目前地震层析成像的主要方法。但是射线理论只

0前言 地学层析成像是用医学 x射线 C T的理论详细调查地下物性参数分布状况的物探技术。分为地震层析成像、电磁波层析成像和电阻率层析成像 (常旭等，20 ) 0 1。地震层析成像就是用地震数据来反演地下结构的物质属性，并逐层剖析绘制其网

适用于波速在一个波长范围内变化很小的场合，是波动方程的高频近似，闪此它有一定的局限性。而基于波动方程的层析成像方法由于需要超大规模的|二维数值计算，目前还有许多问题没有解决。但波 动方程包含了地震波场的全部信息，比仅利用走时资料的射线追踪层析成像更能客观地反映地下结构

的信息，因此是未来地震层析成像的主要发展方 向。

像的技术。其主要目的是确定地球内部的精细结构 和局部不均匀性 (文采，1 9 )杨 9 3。相对来说，地

层析成像技术能以图像的方式直观清晰地显示地下物质结构的属性，所以这种方法一产生就受到 了极大关注，被广泛应用于内部地球物理和地球动力学、能源勘探开发、T程和灾害地质、金属矿勘

震层析成像较其他两种方法应用更加广泛，这是因 为地震波的速

度与岩石性质有比较稳定的相关性， 地震波衰减程度比电磁波小，且电磁波速度快，不 易测量。

探等领域 (文采，19 )杨 93。地震层析成像技术起源于 2 0世纪 3代，自该技术应用以来，已取得 0年 了很多重大的成果。如以美围哈佛大学和加州理 T

地震层析成像按研究区域的尺度可分为全球层

析成像、[域层析成像、局部层析成像；按所用资 x二料的来源可分为天然地震层析成像 (尺度深部大 横向不均匀性研究 )、人 T地震测深 (要研究浅主

学院为代表所做的全球三维层析成像]作，首次为二人类提供了地球内部的维结构影像图，其中最重 要的结果是地震波速度成像结果与大地水准面的相性，地球动力学对其给出了很好的解释，为板块

部界面分布 )。按所依据的理论基石I般分为摹于} I一 射线方程的层析成像和基于波动方程的层析成像。 前者按射线追踪时所用的地震波资料的不同又可分

运动的热 l流学说提供了证据。再如，用层析成像× 1 f疗法人们首次发现非洲超级地幔柱等大型地幔柱均 起源于核幔边界。在大洋洋脊、板块消减带、克拉

为体波 (射波、折射波 )和面波层析成像；按反 反演的物性参数区分， l分为利用地震波走时反演 f J f

地震波速度的波速层析成像以及利用地震波振幅衰 减反演地震波衰减系数的层析成像。基于射线理

通地区，地壳和上地幔中的火山、地壳和地幔顶部、造 I带、断裂区和震源区等地方层析成像技术 I I也都有大量的应用成果。无论是能源和矿产等资源 勘探，还是地球内部结构及地球动力学研究，地震层析成像技术都是有效的、重要的技术之一。

论，地震波走时层析成像方法由于走时具有较高信 噪比、无论是柱面波还是球面波走时的规律都相同等优点，相对来说发展较早，技术方法比较成熟，

收稿日期：2 0 0 5—1 2 0— 6