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接收函数速度分析技术去多次波及应用

8、地球和空间物理 > 专题3：地球内部结构、组成与过程

接收函数是研究地壳、岩石圈-软流圈界面（LAB）、地幔过渡带和俯冲板片的常用方法，但是接收函数成像的正确解读往往依赖于先验速度信息的准确性和多次波的判别。尽管目前已经有地球物理学家通过速度谱来获得台站下方的界面深度与平均速度，利用波场迭代反卷积来分离一次转换波和多次波，但是它们仍然需要预先给定合理的参考速度模型，不能够完全排除先验信息的影响。
本研究借鉴反射地震勘探中的速度分析技术，建立了接收函数速度分析技术（Receiver Function Velocity Analysis Technology, RFVAT）依据接收函数Ps转换波和多次波PpPs的到时差方程，通过计算单台接收函数中的Ps转换波和PpPs多次波能量谱极值来确定界面的数量，进而计算界面之间的厚度、P波和S波平均折合速度。研究结果显示可以利用RFVAT在没有任何先验信息的情况下计算得到的折合速度与层厚信息，来改进接收函数共转换点（CCP）叠加成像时所需的参考速度模型，同时能有效减少CCP叠加剖面中多次波的影响。
理论测试结果表明H-κ扫描在参考的速度模型（AK135）与实际地质情况（地壳厚60km，Vp=6.7km/s，Vs=3.86km/s）相差较大时，所产生误差较大（地壳厚72.9km，Vp=7.88kms，Vs=4.65km/s），而RFVAT能展现出与实际情况更吻合的结果（地壳厚58.96km，Vp=6.59km/s，Vs=3.80km/s）。此外，H-κ扫描常用于地壳的研究，而RFVAT可以用于识别地球深部不同的速度界面，为研究LAB，MLD（Middle Lithosphere Discontinuity）等界面提供了更好的途径。最后，从IRIS下载2003年4月至2004年10月布设于华北地区的NCISP-Ⅲ（Northern China Interior Structure Project）44个地震台站5.5级以上的远震事件（震中距在30°至90°）处理得到的接收函数显示，相比于传统的CCP叠加，通过RFVAT处理后的CCP叠加剖面能够明显地去除去多次波的影响，从而使得叠加剖面的深部解释更加可靠。