全球地震层析成像揭示深部地幔特提斯洋俯冲板片残留

特提斯演化描绘了过去5亿年来南方冈瓦纳大陆持续分离出陆块向北方漂移,并与北方大陆拼贴的过程.漂移中的陆块与南北大陆间形成的特提斯洋在经历数亿年的生长、演变和消亡后,随着早新生代印度-欧亚大陆碰撞完全闭合.然而,特提斯洋岩石圈并未消失,而是进入地球深部继续演化.特提斯俯冲板片当前在深部地幔中的位置、形态和体积记录了这个连续演化过程最新的瞬间,为特提斯研究提供至关重要的约束.本文总结分析了近二十年间的全球尺度全地幔地震层析成像研究结果,发现在特提斯域下地幔1000~2000km深度范围内存在一个北西-南东向的线性分布的地震高速异常体,称之为特提斯异常体.通过拟合上地幔已知俯冲板片对前人模型进行最优线性组合,观测到特提斯异常体长约8700km,宽约2600km,呈现南北双支平行结构.结合大洋俯冲起始的地质记录和地球动力学研究,本文认为特提斯异常体的主体部分代表了从晚侏罗纪到早新生代闭合这段时间内的新特提斯洋俯冲板片,其中北支由新特提斯洋在欧亚大陆南缘的俯冲下沉板片构成,南支可能反映了在白垩纪发生的新特提斯洋洋内俯冲板片下沉.特提斯异常体西端的部分高速异常可能代表少量的古特提斯洋残留,而东端的印度和孟加拉湾部分有沉入核幔边界带的迹象.本文最后对未来针对特提斯域的全地幔地震成像研究进行了展望.

基于尾波能量的地震散射与吸收衰减同时反演方法研究

同时反演地震散射和吸收衰减对于揭示地下小尺度不均匀性和非弹性特性具有重要意义.然而,现有方法通常计算成本高昂,并且散射与吸收系数之间的耦合效应可能导致参数串扰,从而增加反演过程的非线性复杂度.为应对这些挑战,本文提出了一种稳健且高效的新方法.该方法通过基于频率域扩散方程的有限元技术模拟尾波能量,并结合截断高斯-牛顿法,实现了散射和吸收系数的同时反演.在实际应用中,模拟与观测尾波能量之间可能存在相位不匹配的问题.当选择不当的频率时,反演过程可能会陷入局部极小值.为了解决这一问题,本文引入了一种频率选择准则.实验结果表明,该方法不仅显著降低了计算复杂度,还有效抑制了散射与吸收衰减之间的串扰.此外,即使在缺乏精确初始模型的情况下,该方法仍能实现有效反演.