盲反褶积技术在地幔间断面结构研究中的应用

地球深部结构的研究是理解地球内部动力学过程的基础性课题，地幔特别是下地幔速度跃变面关系到对地球深部对流过程的认识。提取来自下地幔速度跃变面（间断面或者大区域尺度散射体）的次生震相并据此认识地球深部速度结构逐渐成为人们关注的重点。本项目拟结合基于高阶统计分析的独立成分分析法和1范数约束下的反褶积技术来构建适于天然地震资料处理的盲反褶积迭代算法，将之用于台网波形资料处理，以期获得很好的震源子波估计以及相应的地球深部速度结构信息；并进一步地将本算法用于西太平洋地区中深源地震的北美西部、日本以及中国首都圈等密集地震台网资料处理，改进现有台网资料使用率过低的状态，从而获得震源下方可靠而又具有高分辨率的地幔速度间断面及其起伏状态，并进一步分析这些速度界面与地球深部对流过程的关联性。

本项目基于反褶积方法和倾斜叠加等方法处理了太平洋地区中深源地震的北美西部、日本以及中国地震台网资料处理，获得了西太平洋及邻区地幔间断面存在以及地幔转换区间断面在俯冲物质影响下的复杂存在结构，为认识中国大陆构造演化过程提供了基础资料。通过本项目的工作，我们发现了伊豆-小笠原地区660km间断面的多层结构以及俯冲物质影响；首次获得了汤加-斐济地区300km间断面的SdP震相证据，为进一步开展相关研究拓展了思路；明确了汤加地区220km间断面在地幔深部较平直的存在形态，这一形态表明俯冲物质造成的温度异常对该界面影响较小；找到了伊豆-小笠原和汤加地区中部地幔900-1200km深度范围内多个可能的速度界面的存在证据；并基于P波回折震相形态发现了下扬子克拉通下方地幔顶部低速层的存在，其可能与橄榄石部分熔融有关。