去除冰层对P波响应的影响来计算地壳和上地幔波速结构:以南极洲地震研究为例

极地环境下进行标准的P波接收函数分析是非常困难的,因为厚厚的冰层里面的多次反射信号往往会掩盖来自深地下结构的P-S转换波,并增加背景噪声水平,显著降低数据的信噪比。本文提出了另外一种冰盖之下地下结构成像方法。我们利用P波响应向下延拓和波场分解来获取不受冰层影响的上行、下行P波和S波波场势函数。在某一参考深度波形分解得到的上行P波波场,可以用来计算冰层厚度。这个简单的步骤可以使迭代反演过程中不必模拟冰层效应,同时也可加快向下延拓所需的整体波速分析。上行S波通过标准反演方法模拟,即采用最小二乘法得到自由表面的接收函数。为了验证我们的设想,本文检验了南极洲数据网中的数据资料,同时也对比了之前通过P波和S波接收函数以及体波或面波层析成像分析的结果。该方法很好地去除了冰层的影响,同时建立了模拟地壳和上地幔结构的数据库。模型解给出了地壳厚度以及地壳和上地幔剪切波平均波速。电子补充测量数据图,反褶积采用的垂向分量叠加,以及产生的垂向。