地壳浅部S波速度结构的多频接收函数两步反演法及其在中国东北盆-山构造区的应用  

A two-step multi-frequency receiver function inversion method for shallow crustal S-wave velocity structure and its application across the basin-mountain range belts in Northeast China

作　　者：杨睿豪 王旭[1] 陈凌[1,2] 冯铭业 陈棋福 Yang R;Wang X;Chen L;Feng M;Chen Q

机构地区：[1]中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室,北京100029 [2]中国科学院大学地球与行星科学学院,北京100049 [3]中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理重点实验室,北京100029

出　　处：《中国科学：地球科学》2024年第3期708-724,共17页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:42004041、42288201和91958209)资助。

摘　　要：地壳浅部(<10km)速度模型既是地壳结构与变形研究和资源勘探前景评估的基础,又可为壳幔深部结构成像等研究提供先验信息.针对区域尺度结构,被动源方法相比主动源方法具有明显优势.被动源方法中,基于接收函数和/或体波振幅比的成像方法由于具有较高空间分辨率,近年来受到广泛关注.然而,盆地松散沉积层内部的反射混响常导致此类方法表现出较强的多解性及不确定性,限制了其应用.因此,本文提出一种基于多频径向接收函数波形及其与垂向接收函数振幅比的两步反演法,以约束地壳浅部S波速度结构.理论测试表明,两步反演策略能有效降低反演多解性、提高结果稳定性.将该方法应用于一条横跨中国东北沉积盆地的线性地震台阵数据,获得了地壳浅部S波速度精细结构图像.结果显示,盆地与山地地壳浅部结构差异显著:二连盆地浅部(<1.0km)和松辽盆地浅部(<2.5km)速度较低(<2.8km s^(-1)),反映低速沉积层;松辽盆地7km以深地壳速度较高(3.4~3.8km s^(-1)),可能反映早白垩世镁铁质岩浆侵入体.此外,成像结果中速度异常分布与盆地内大型断裂、隆起及沉积凹陷等构造的地表位置吻合,速度异常延深深度也与已有地震勘探结果相吻合.这些观测表明,两步反演法能有效约束松散沉积盆地S波速度随深度变化特征,并实现区域尺度地壳浅部结构高精度成像.

关 键 词：接收函数 频率依赖性 两步反演 地壳浅部S波速度结构 松散沉积盆地 

分 类 号：P631.4[天文地球—地质矿产勘探] P612[天文地球—地质学]