[發明專利]一種接收函數和重力聯合反演地殼厚度和波速比的方法

在審

• 申請號: 201710113961.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106886047A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 郭良輝;馬亞偉
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 巴曉艷

1.一種獲取地殼厚度和波速比的方法，所述方法用于降低接收函數H-κ疊加法的不確定性，提高獲取地殼厚度H和波速比κ的精度和效率，其特征在于，所述方法基于接收函數和重力進行聯合反演，所述方法首先利用布格重力異常反演獲取地殼厚度H初值，進而獲得波速比κ初值；然后，對選擇的任意一個待反演地震臺站為中心進行單一臺站聯合反演，得到單一臺站的聯合反演的H-κ圖，從而獲取該地震臺站的最佳估計的地殼厚度H和波速比κ值；最后，對研究區域內所有待反演站臺進行上述單一臺站聯合反演過程，以獲得研究區域內所有待反演地震臺站的地殼厚度H和波速比κ；所述聯合反演的H-κ圖中地殼厚度H和波速比κ拾取簡單；所述方法能夠為地殼增厚和地殼變形機制模式的研究提供相對可靠的地殼厚度和波速比數值。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

利用布格重力異常反演研究區域內的莫霍面深度并轉換成地殼厚度H，提取待反演臺站的位置所對應的H作為聯合反演的地殼厚度H初值；

以所述地殼厚度H為引導，在接收函數H-κ疊加圖中拾取與所有待反演地震臺站的地殼厚度相對應的波速比κ，作為聯合反演的波速比κ初值；

選擇任意一個待反演的地震臺站為中心，搜索一定窗口內所有地震臺站的地殼厚度H、波速比κ和布格重力異常數據；

對上述選擇的地震臺站進行單一臺站聯合反演，使用單一臺站聯合反演中獲得的最佳估計的H和κ值替換中心地震臺站的原H和κ值；其中，所述單一臺站聯合反演基于重力反演的H-κ似然圖與接收函數反演的H-κ疊加圖；

然后選擇下一個待聯合反演的臺站，重復所述單一臺站聯合反演的過程，直到研究區域內所有待反演地震臺站的H和κ被替換為最佳估計的H和κ值，從而獲得研究區域內所有待反演地震臺站的地殼厚度H和波速比κ。

3.根據權利要求2所述方法，其特征在于，所述單一臺站聯合反演的過程具體為：

(1)將以所述待反演地震臺站為中心的一定窗口內的所有地震臺站的地殼厚度H、波速比κ和布格重力異常數據，分別網格化成相同大小的網格數據；

(2)用步驟(1)獲得的網格化后的地殼厚度H、波速比κ和布格重力異常，結合線性迭代算法計算出莫霍面上下密度差Δρ_Moho和地殼密度隨波速比的變化率

(3)利用求得的所述莫霍面上下密度差Δρ_Moho和地殼密度隨波速比的變化率計算出模型理論重力異常；

(4)將布格重力異常與所述模型理論重力異常作差，求得異常殘差，采用似然估計法分別計算出異常殘差的均值μ與方差σ²，再計算似然函數值；

(5)以接收函數H-κ疊加圖相同的范圍和步長選取H和κ值，重復步驟(3)和(4)，形成重力反演的H-κ似然圖；

(6)將接收函數反演的H-κ疊加圖與重力反演的H-κ似然圖相乘，得到聯合反演的H-κ圖，從聯合反演的H-κ圖中拾取最佳估計的H和κ值。

4.根據權利要求2所述方法，其特征在于，利用布格重力異常反演研究區域內的莫霍面深度并轉換成地殼厚度H，具體為：

用頻率域濾波法對研究區域內的布格重力異常作異常分離獲得莫霍面重力異常，再應用密度界面反演方法獲得研究區域內的莫霍面深度分布，并加上地形換算為地殼厚度分布，提取研究區內所有待反演臺站的位置所對應的地殼厚度值作為聯合反演的地殼厚度H初值。