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2023年 54卷 第6期
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2023, 54(6): 587-599.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-084
摘要
摘要:
中缅边界地区位于缅甸弧东缘—青藏高原东南缘—巽他板块的衔接地带，地质构造复杂，区内多条活动断裂横跨中缅两国. 为了研究中缅边界地区现今地壳形变特征，本文收集处理1998至2020年中国和缅甸的GPS数据，获得了中缅边界地区高空间分辨率的GPS速度场，并采用多尺度球面小波方法计算了多尺度应变率场. 结果表明：（1）印度板块向缅甸块体东侧强烈挤压俯冲作用导致位于缅甸弧的GPS测站以约30 mm/a的速度沿NNE向随着印度板块向青藏高原推挤，缅甸弧地区剪切应变积累明显，主压应变率在弧外侧表现为垂直构造走向的近东西向挤压，在弧内侧与伊洛瓦底江盆地表现为平行构造的近南北向挤压. 实皆断裂处于主应变率与剪应变率的高值区，存在分段活动性：北段两侧的速度呈现明显的差异，剪切应变积累显著，呈现右旋剪切运动和缩短；中段以约20 mm/a的速度向NNW向运动，具有右旋走滑兼拉张特征. （2）川滇块体围绕东喜马拉雅构造结顺时针旋转，GPS速度方向从构造结北侧的近东西向运动偏转到川滇菱形块体为向南或东南运动，并在滇西南地区呈弥散型分布，速率向东南逐渐减小. 其中，小江断裂带总体为左旋走滑. 红河断裂中段具有较低的走滑速率，而北段和南段具有较高的剪切速率. 大盈江断裂呈现出东西向拉张的特点，表现出明显的左旋走滑特征. 龙陵—瑞丽断裂呈右旋走滑兼拉张特征. 南汀河断裂、孟连断裂、景洪—打洛断裂等均处于低剪切状态，以左旋走滑为主. 西北—东南走向的澜沧断裂、无量山断裂则表现出右旋走滑特征，北西走向的龙陵—澜沧断裂带表现为右旋走滑为主兼具拉张性质. （3）实皆断裂、畹町断裂、南汀河断裂、无量山断裂中部等地区应变积累较快，其地震危险性值得关注. 本研究对于认识中缅边界地区的构造动力学特征，评估该区的地震灾害具有科学意义和现实需求.
中缅边界地区位于缅甸弧东缘—青藏高原东南缘—巽他板块的衔接地带，地质构造复杂，区内多条活动断裂横跨中缅两国. 为了研究中缅边界地区现今地壳形变特征，本文收集处理1998至2020年中国和缅甸的GPS数据，获得了中缅边界地区高空间分辨率的GPS速度场，并采用多尺度球面小波方法计算了多尺度应变率场. 结果表明：（1）印度板块向缅甸块体东侧强烈挤压俯冲作用导致位于缅甸弧的GPS测站以约30 mm/a的速度沿NNE向随着印度板块向青藏高原推挤，缅甸弧地区剪切应变积累明显，主压应变率在弧外侧表现为垂直构造走向的近东西向挤压，在弧内侧与伊洛瓦底江盆地表现为平行构造的近南北向挤压. 实皆断裂处于主应变率与剪应变率的高值区，存在分段活动性：北段两侧的速度呈现明显的差异，剪切应变积累显著，呈现右旋剪切运动和缩短；中段以约20 mm/a的速度向NNW向运动，具有右旋走滑兼拉张特征. （2）川滇块体围绕东喜马拉雅构造结顺时针旋转，GPS速度方向从构造结北侧的近东西向运动偏转到川滇菱形块体为向南或东南运动，并在滇西南地区呈弥散型分布，速率向东南逐渐减小. 其中，小江断裂带总体为左旋走滑. 红河断裂中段具有较低的走滑速率，而北段和南段具有较高的剪切速率. 大盈江断裂呈现出东西向拉张的特点，表现出明显的左旋走滑特征. 龙陵—瑞丽断裂呈右旋走滑兼拉张特征. 南汀河断裂、孟连断裂、景洪—打洛断裂等均处于低剪切状态，以左旋走滑为主. 西北—东南走向的澜沧断裂、无量山断裂则表现出右旋走滑特征，北西走向的龙陵—澜沧断裂带表现为右旋走滑为主兼具拉张性质. （3）实皆断裂、畹町断裂、南汀河断裂、无量山断裂中部等地区应变积累较快，其地震危险性值得关注. 本研究对于认识中缅边界地区的构造动力学特征，评估该区的地震灾害具有科学意义和现实需求.
2023, 54(6): 600-611.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-079
摘要:
正断层在青藏高原的隆升扩展演化中发挥了重要作用. 本文使用InSAR技术处理Sentinel-1 SAR影像数据获得了2020至2021年发生在青藏高原内部3次正断型地震的同震形变场. 基于Okada弹性位错模型和形变场信息反演了断层几何参数和断层面滑动分布，精确地确定了发震断层位置. 研究结果显示高原内部的这些正断型地震均以正断层活动方式为主，但还兼有一定的走滑运动；发震断层主要为倾角<60°的次级隐伏断层，且均为浅源地震，滑动分布主要集中在12 km以上. 结合地球物理资料，我们分析认为正断型地震广泛分布在青藏高原中部和南部弥散型地块内，不局限于半地堑构造相关地区，并且正断型地震的发生更依赖于伸展环境中的重力势能. 伴随正断层活动的走滑运动也反映了青藏高原内部物质向东运移的运动学和动力学特征.
正断层在青藏高原的隆升扩展演化中发挥了重要作用. 本文使用InSAR技术处理Sentinel-1 SAR影像数据获得了2020至2021年发生在青藏高原内部3次正断型地震的同震形变场. 基于Okada弹性位错模型和形变场信息反演了断层几何参数和断层面滑动分布，精确地确定了发震断层位置. 研究结果显示高原内部的这些正断型地震均以正断层活动方式为主，但还兼有一定的走滑运动；发震断层主要为倾角<60°的次级隐伏断层，且均为浅源地震，滑动分布主要集中在12 km以上. 结合地球物理资料，我们分析认为正断型地震广泛分布在青藏高原中部和南部弥散型地块内，不局限于半地堑构造相关地区，并且正断型地震的发生更依赖于伸展环境中的重力势能. 伴随正断层活动的走滑运动也反映了青藏高原内部物质向东运移的运动学和动力学特征.
2023, 54(6): 612-621.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-023
摘要:
合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术凭借全天时、全天候对地监测、高空间分辨率等特点，成为监测地表形变的重要手段，并广泛地应用到地震形变监测领域. 然而同震形变监测中最常用的D-InSAR技术在水域和植被覆盖严重等区域中容易受到时空失相关的影响，导致获取的同震形变场会受到严重的污染，此外还包含有大气延迟误差. 本文提出基于时序InSAR分析的高精度同震形变监测方法获取地震同震形变结果，主要是通过选择合适的干涉对和选择稳定点两步来提高形变场精度. 凭借充足的Sentinel-1A/B卫星SAR数据的支撑，利用大量震前和震后影像生成众多干涉图，按照一定标准挑选受误差影响较小的干涉图进行研究，减少大气延迟误差造成的影响；同时对震前影像的幅度图进行统计分析，从幅度值、相干性和幅度离散指数等方面设置阈值选择稳定点目标，削弱噪声干扰，提高形变场精度. 本文以2018年中国台湾花莲MW6.4地震为例，详细地介绍了高精度同震形变监测方法的数据处理流程，并与传统D-InSAR方法的结果进行了精度比较，结果表明本文方法能削弱形变场中的噪声误差，提高同震形变的信噪比. 应用本文方法获取了14个不同震级和位置的地震形变，结果表明通过选择稳定点的方式能提高形变场精度，且对于获取不同地震的同震形变场具有普遍适用性.
合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术凭借全天时、全天候对地监测、高空间分辨率等特点，成为监测地表形变的重要手段，并广泛地应用到地震形变监测领域. 然而同震形变监测中最常用的D-InSAR技术在水域和植被覆盖严重等区域中容易受到时空失相关的影响，导致获取的同震形变场会受到严重的污染，此外还包含有大气延迟误差. 本文提出基于时序InSAR分析的高精度同震形变监测方法获取地震同震形变结果，主要是通过选择合适的干涉对和选择稳定点两步来提高形变场精度. 凭借充足的Sentinel-1A/B卫星SAR数据的支撑，利用大量震前和震后影像生成众多干涉图，按照一定标准挑选受误差影响较小的干涉图进行研究，减少大气延迟误差造成的影响；同时对震前影像的幅度图进行统计分析，从幅度值、相干性和幅度离散指数等方面设置阈值选择稳定点目标，削弱噪声干扰，提高形变场精度. 本文以2018年中国台湾花莲MW6.4地震为例，详细地介绍了高精度同震形变监测方法的数据处理流程，并与传统D-InSAR方法的结果进行了精度比较，结果表明本文方法能削弱形变场中的噪声误差，提高同震形变的信噪比. 应用本文方法获取了14个不同震级和位置的地震形变，结果表明通过选择稳定点的方式能提高形变场精度，且对于获取不同地震的同震形变场具有普遍适用性.
2023, 54(6): 622-632.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-037
摘要:
若能在短时间内了解发震区域的地表变形程度，对及时评估受灾程度、配合抗震救灾工作的开展具有重要意义. 空间大地测量技术具有监测精度高、空间分辨率高等优势，已广泛应用在地震形变监测相关领域. 通过处理空间大地测量数据得到的地震同震形变图能够直观地展现地震产生的地表形变，为判断发震区域受灾情况提供参考. 但是现实中，由于数据的获取存在滞后性，往往无法在地震发生后短时间内提供同震形变数据. 本文利用近实时USGS NEIC的震源机制解、地震弹性位错模型和地震经验公式，基于Java和Python语言开发了一种基于Android智能手机的地震形变模拟应用程序（简称：震形图APP
若能在短时间内了解发震区域的地表变形程度，对及时评估受灾程度、配合抗震救灾工作的开展具有重要意义. 空间大地测量技术具有监测精度高、空间分辨率高等优势，已广泛应用在地震形变监测相关领域. 通过处理空间大地测量数据得到的地震同震形变图能够直观地展现地震产生的地表形变，为判断发震区域受灾情况提供参考. 但是现实中，由于数据的获取存在滞后性，往往无法在地震发生后短时间内提供同震形变数据. 本文利用近实时USGS NEIC的震源机制解、地震弹性位错模型和地震经验公式，基于Java和Python语言开发了一种基于Android智能手机的地震形变模拟应用程序（简称：震形图APP
2023, 54(6): 633-642.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-069
摘要:
位于吉林长白山西麓龙岗山脉中段的龙岗火山群是中国近代主要火山活动区之一. 通过对火山区2010—2020年多期GNSS（Global Navigation Satallite System）观测资料及1970—2010年多个时段的一、二等水准资料进行解算，获取现今三维地壳运动速度场. GNSS获取的水平运动速率从西向东增大，东部主要以拉张运动为主，连续面应变率场结果反映火山区位于膨胀区；一等水准路线长抚线和丹抚线资料显示火山区以垂直上升运动为主，主要速率为0.55～1.83 mm/a，其中抚松—仙人桥—老山队一带为主要隆升区，速率多大于1.0 mm/a；该区域分布丰富的地热资源，也是地震多发地区. 邻近区域的二等水准路线梅通线速率相对较小，为0.23～0.77 mm/a. 结合对99个测点大地电磁数据三维反演得到的火山区深部电性结构：与隆升区对应的中下地壳赋存相对较浅的岩浆系统，电性边界带推测的浑江断裂北向延伸. 断裂附近的低阻体规模最大，向下延伸至地幔尺度. 最浅的低阻体位于最年轻的金龙顶子火山大约10 km以下位置，以上的高阻结构认为是岩浆溢流结束后的后撤和固结. 综合分析认为现今火山区地壳的膨胀隆升、地震活动与幔源物质的上涌、间断性的运移引起断层活动有关.
位于吉林长白山西麓龙岗山脉中段的龙岗火山群是中国近代主要火山活动区之一. 通过对火山区2010—2020年多期GNSS（Global Navigation Satallite System）观测资料及1970—2010年多个时段的一、二等水准资料进行解算，获取现今三维地壳运动速度场. GNSS获取的水平运动速率从西向东增大，东部主要以拉张运动为主，连续面应变率场结果反映火山区位于膨胀区；一等水准路线长抚线和丹抚线资料显示火山区以垂直上升运动为主，主要速率为0.55～1.83 mm/a，其中抚松—仙人桥—老山队一带为主要隆升区，速率多大于1.0 mm/a；该区域分布丰富的地热资源，也是地震多发地区. 邻近区域的二等水准路线梅通线速率相对较小，为0.23～0.77 mm/a. 结合对99个测点大地电磁数据三维反演得到的火山区深部电性结构：与隆升区对应的中下地壳赋存相对较浅的岩浆系统，电性边界带推测的浑江断裂北向延伸. 断裂附近的低阻体规模最大，向下延伸至地幔尺度. 最浅的低阻体位于最年轻的金龙顶子火山大约10 km以下位置，以上的高阻结构认为是岩浆溢流结束后的后撤和固结. 综合分析认为现今火山区地壳的膨胀隆升、地震活动与幔源物质的上涌、间断性的运移引起断层活动有关.
2023, 54(6): 643-652.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-078
摘要:
2020年尼玛MW6.3地震发生在青藏高原羌塘块体依布茶卡地堑北部. 震中区域地质构造、地形地貌复杂，近场地面观测台站、数据较少. 合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）技术具有全天侯、大范围、高空间分辨率等监测优势，能够弥补近场地面形变观测的不足. 然而，已有研究对该次地震发震断层、同震及震后断层滑动特征的观点存在差异，且仅采用运动学模型提取震后断层余滑特征. 本文利用哨兵1号（Sentinel-1）卫星升、降轨合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）影像和差分干涉测量技术提取该次地震不同视角的同震形变场，基于弹性半空间位错模型反演地震同震断层几何及滑动分布，采用应力驱动的震后余滑模型对震后断层滑动进行建模分析，并且探讨了地震发震断层及断裂带摩擦属性特征. 结果表明，升、降轨InSAR同震形变场在震中区域连续光滑、整体呈NNE-SSW走向，断层南东侧区域形变均较为显著且沿视线向以下降为主. 同震断层破裂以正断为主，兼有左旋走滑分量，走向角为31.43º，倾角为45.79º，同震断层滑动主要位于地下3.58～10.75 km，最大滑动量为1.33 m，矩震级为MW6.33. 应力驱动的震后余滑模型能够较好地解释尼玛MW6.3地震近6个月的InSAR震后形变场，震后余滑主要发生在同震断层显著滑动区域南西段的上侧、下侧及南西侧，最大值为47.2 cm. 尼玛MW6.3地震发震断层可能为位于依布茶卡—日干配错断裂中部、倾向SEE的正断层，发震断裂带摩擦属性可能非均匀.
2020年尼玛MW6.3地震发生在青藏高原羌塘块体依布茶卡地堑北部. 震中区域地质构造、地形地貌复杂，近场地面观测台站、数据较少. 合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）技术具有全天侯、大范围、高空间分辨率等监测优势，能够弥补近场地面形变观测的不足. 然而，已有研究对该次地震发震断层、同震及震后断层滑动特征的观点存在差异，且仅采用运动学模型提取震后断层余滑特征. 本文利用哨兵1号（Sentinel-1）卫星升、降轨合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）影像和差分干涉测量技术提取该次地震不同视角的同震形变场，基于弹性半空间位错模型反演地震同震断层几何及滑动分布，采用应力驱动的震后余滑模型对震后断层滑动进行建模分析，并且探讨了地震发震断层及断裂带摩擦属性特征. 结果表明，升、降轨InSAR同震形变场在震中区域连续光滑、整体呈NNE-SSW走向，断层南东侧区域形变均较为显著且沿视线向以下降为主. 同震断层破裂以正断为主，兼有左旋走滑分量，走向角为31.43º，倾角为45.79º，同震断层滑动主要位于地下3.58～10.75 km，最大滑动量为1.33 m，矩震级为MW6.33. 应力驱动的震后余滑模型能够较好地解释尼玛MW6.3地震近6个月的InSAR震后形变场，震后余滑主要发生在同震断层显著滑动区域南西段的上侧、下侧及南西侧，最大值为47.2 cm. 尼玛MW6.3地震发震断层可能为位于依布茶卡—日干配错断裂中部、倾向SEE的正断层，发震断裂带摩擦属性可能非均匀.
2023, 54(6): 653-666.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2023-020
摘要:
地表形变是地球内部多种物理过程的表现，是探索深部地球物理环境的重要工具. 近年来随着数据和软件的丰富，合成孔径雷达干涉（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）技术常被作为探测地壳形变的首选手段，因而快速掌握处理技术成为构造地质和地震过程等研究领域从业者的迫切需求. 本文扩展了形变时序分析软件包iGPS的功能，开发了一套基于InSAR开源软件GMTSAR的辅助处理程序，实现了时序InSAR分析流程的自动化，具备数据自动获取、干涉自主组织、时序分析调用、形变结果分析与展示等功能，显著简化了处理过程；以青藏高原西部现今地壳形变探测为例，详述了自动化处理流程，并与GNSS速度场进行对比检验了形变结果的可靠性. 本文处理了2015年6月至2022年9月期间Sentinel-1卫星T12轨道的61期成像数据，获取了南北跨度上千千米的InSAR形变场，显示伴随青藏高原地壳东向挤出而产生的左旋剪切主要发生在高原北部，尤其是阿尔金断裂带、玛尔盖茶卡—昆仑断裂带之间的地带，吸收了大部分塔里木盆地与青藏高原之间的相对运动；带内活动断裂分布较近，构造形变混叠在一起难以有效分离，使得准确地估计阿尔金断裂带的现今滑动速率面临挑战. 本文系统地梳理了如何借助开源InSAR软件来实现形变时序的自动化处理，有助于地球物理等领域的研究者快速熟悉与掌握相关知识与技术.
地表形变是地球内部多种物理过程的表现，是探索深部地球物理环境的重要工具. 近年来随着数据和软件的丰富，合成孔径雷达干涉（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）技术常被作为探测地壳形变的首选手段，因而快速掌握处理技术成为构造地质和地震过程等研究领域从业者的迫切需求. 本文扩展了形变时序分析软件包iGPS的功能，开发了一套基于InSAR开源软件GMTSAR的辅助处理程序，实现了时序InSAR分析流程的自动化，具备数据自动获取、干涉自主组织、时序分析调用、形变结果分析与展示等功能，显著简化了处理过程；以青藏高原西部现今地壳形变探测为例，详述了自动化处理流程，并与GNSS速度场进行对比检验了形变结果的可靠性. 本文处理了2015年6月至2022年9月期间Sentinel-1卫星T12轨道的61期成像数据，获取了南北跨度上千千米的InSAR形变场，显示伴随青藏高原地壳东向挤出而产生的左旋剪切主要发生在高原北部，尤其是阿尔金断裂带、玛尔盖茶卡—昆仑断裂带之间的地带，吸收了大部分塔里木盆地与青藏高原之间的相对运动；带内活动断裂分布较近，构造形变混叠在一起难以有效分离，使得准确地估计阿尔金断裂带的现今滑动速率面临挑战. 本文系统地梳理了如何借助开源InSAR软件来实现形变时序的自动化处理，有助于地球物理等领域的研究者快速熟悉与掌握相关知识与技术.
2023, 54(6): 667-683.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-067
摘要:
喜马拉雅东构造结地处印欧大陆碰撞前缘，主要受喜马拉雅、拉萨、羌塘、川滇等地块和印度板块相互作用，区域构造变形强烈，是喜马拉雅造山带变形最强烈的地区之一，地震频发且主要呈条带状展布. 为揭示该地区地震活动及发震机制、断裂现今运动状态和区域应力应变模式，本文以喜马拉雅东构造结及周缘地区为研究区，采用双差定位法对2008—2018年间65663个M≥1.0的地震事件进行重定位，应用CAP方法对2009—2021年间163个M≥3.5的地震事件进行震源机制解反演. 在此基础上，收集研究区前人所得震源机制解共1156个，使用区域阻尼应力张量反演获得了中上地壳（0～35 km）区域应力场. 研究结果显示，区内地震主要沿断裂展布，其中喜马拉雅东构造结、高原中部拉张裂谷、川滇地块和滇缅地块地震活动频繁. 地震深度主要分布于5～25 km，川滇和滇缅地块内部地震相对于拉萨、羌塘地块的数量和优势深度有明显增大. 不同类型的震源机制分布具有明显规律性，东构造结处各种机制类型地震频发；走滑型震源机制主要沿大型边界断裂分布；正断机制地震发生于川滇地块的西边界断裂；逆断地震发育于印欧大陆碰撞前缘. 研究区主压应力轴水平方向从喜马拉雅、拉萨、羌塘、川滇、滇缅地块大致以东构造结为中心近顺时针旋转，且东构造结顶部、川滇地块北西部等地区呈现出强烈的局部不均匀性.
喜马拉雅东构造结地处印欧大陆碰撞前缘，主要受喜马拉雅、拉萨、羌塘、川滇等地块和印度板块相互作用，区域构造变形强烈，是喜马拉雅造山带变形最强烈的地区之一，地震频发且主要呈条带状展布. 为揭示该地区地震活动及发震机制、断裂现今运动状态和区域应力应变模式，本文以喜马拉雅东构造结及周缘地区为研究区，采用双差定位法对2008—2018年间65663个M≥1.0的地震事件进行重定位，应用CAP方法对2009—2021年间163个M≥3.5的地震事件进行震源机制解反演. 在此基础上，收集研究区前人所得震源机制解共1156个，使用区域阻尼应力张量反演获得了中上地壳（0～35 km）区域应力场. 研究结果显示，区内地震主要沿断裂展布，其中喜马拉雅东构造结、高原中部拉张裂谷、川滇地块和滇缅地块地震活动频繁. 地震深度主要分布于5～25 km，川滇和滇缅地块内部地震相对于拉萨、羌塘地块的数量和优势深度有明显增大. 不同类型的震源机制分布具有明显规律性，东构造结处各种机制类型地震频发；走滑型震源机制主要沿大型边界断裂分布；正断机制地震发生于川滇地块的西边界断裂；逆断地震发育于印欧大陆碰撞前缘. 研究区主压应力轴水平方向从喜马拉雅、拉萨、羌塘、川滇、滇缅地块大致以东构造结为中心近顺时针旋转，且东构造结顶部、川滇地块北西部等地区呈现出强烈的局部不均匀性.
2023, 54(6): 684-698.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-080
摘要:
精确的有限断层破裂分布模型对于研究震源物理机制、评估地震灾害等具有重要意义. 目前，有限断层反演通常采用线性最小二乘方法，但该方法存在一定局限性：（1） 不易评估完全的参数空间，因而不利于评估非高斯分布的参数不确定性；（2）为了提高反演稳定性，在反演中通常施加断层滑移平滑约束（正则化），但平滑强度的确定具有一定主观性；（3）断层几何设置不同使得反演结果不尽相同；（4）难以顾及地球速度模型不确定等. 与之对应，通过确定参数概率密度分布，贝叶斯反演提供了所有参数总体最优解，同时刻画不同参数之间协方差大小，可以有效克服上述问题. 特别是过去十余年间，随着计算机算力飞速提升，贝叶斯反演得到了越来越多应用. 通过阐释贝叶斯有限断层反演理论与技术，本文试图梳理近年来贝叶斯有限断层反演成果，最后展望贝叶斯有限断层反演发展趋势.
精确的有限断层破裂分布模型对于研究震源物理机制、评估地震灾害等具有重要意义. 目前，有限断层反演通常采用线性最小二乘方法，但该方法存在一定局限性：（1） 不易评估完全的参数空间，因而不利于评估非高斯分布的参数不确定性；（2）为了提高反演稳定性，在反演中通常施加断层滑移平滑约束（正则化），但平滑强度的确定具有一定主观性；（3）断层几何设置不同使得反演结果不尽相同；（4）难以顾及地球速度模型不确定等. 与之对应，通过确定参数概率密度分布，贝叶斯反演提供了所有参数总体最优解，同时刻画不同参数之间协方差大小，可以有效克服上述问题. 特别是过去十余年间，随着计算机算力飞速提升，贝叶斯反演得到了越来越多应用. 通过阐释贝叶斯有限断层反演理论与技术，本文试图梳理近年来贝叶斯有限断层反演成果，最后展望贝叶斯有限断层反演发展趋势.
2023, 54(6): 699-718.
doi: 10.19975/j.dqyxx.2022-073
摘要:
下地幔体积占地球总体积50%以上，对地球的演化具有重要的影响. 早期研究认为下地幔的组分比较均一，但1970年代以来，地震层析成像揭示了地球的深部速度结构，发现下地幔存在很多复杂的波速异常区. 进入21世纪以后，台阵数据的积累和计算机技术的进步使我们能够进一步约束这些下地幔波速异常区的空间范围和波速结构，由于这些异常结构通常与俯冲板片和地幔柱等有紧密的联系，了解这些波速异常体的精细结构对于古板块的重建和地幔动力学有重要的意义. 本文重点总结了近30年以来利用地震数据研究下地幔异常体的方法和结果，详细地描述了不同类型的波速异常区在全球范围内的分布情况及其特征，并逐一分析了不同类型波速异常构造体的成因. 下地幔LLSVP主要有两个，分别是非洲LLSVP和太平洋LLSVP，它们在横向上可扩展至数千千米，垂直方向上从核幔边界的高度超过1000 km. 现在观测结果发现LLSVP边界处的速度突变较大，主流的观点认为含有成分异常的热化学作用形成了LLSVP. ULVZ位于下地幔底部，其横向扩展大部分小于1000 km，但部分ULVZ的范围可以超过1000 km，高度仅为十几到几十千米，相应的S波速度异常可达−40%～−20%. 一般认为ULVZ的形成与地幔底部的部分熔融有关，而成分异常促进了部分熔融的发生. D"速度不连续面在很多地区也非常明显，特别是存在俯冲板块的地区，可能由于俯冲板块降低了核幔边界处的温度，使得pPv能够稳定存在，从而形成了稳定的D"速度不连续面. 除了波速异常之外，下地幔波速的各向异性也是值得关注的重点之一，因为各向异性直接反映了地幔流动状态. 现有研究结果表明，下地幔这几种主要的波速异常结构（LLSVP、ULVZ、 D"间断面、各向异性）在空间分布上密切相关，这些异常体可能与俯冲板片有关，其周围地幔温度和化学成分的差异可能是产生这些异常体的重要因素. 最后，本文还总结了中国地区的下地幔波速结构的结果，展望了我国未来在地幔波速异常和各向异性研究的方向.
下地幔体积占地球总体积50%以上，对地球的演化具有重要的影响. 早期研究认为下地幔的组分比较均一，但1970年代以来，地震层析成像揭示了地球的深部速度结构，发现下地幔存在很多复杂的波速异常区. 进入21世纪以后，台阵数据的积累和计算机技术的进步使我们能够进一步约束这些下地幔波速异常区的空间范围和波速结构，由于这些异常结构通常与俯冲板片和地幔柱等有紧密的联系，了解这些波速异常体的精细结构对于古板块的重建和地幔动力学有重要的意义. 本文重点总结了近30年以来利用地震数据研究下地幔异常体的方法和结果，详细地描述了不同类型的波速异常区在全球范围内的分布情况及其特征，并逐一分析了不同类型波速异常构造体的成因. 下地幔LLSVP主要有两个，分别是非洲LLSVP和太平洋LLSVP，它们在横向上可扩展至数千千米，垂直方向上从核幔边界的高度超过1000 km. 现在观测结果发现LLSVP边界处的速度突变较大，主流的观点认为含有成分异常的热化学作用形成了LLSVP. ULVZ位于下地幔底部，其横向扩展大部分小于1000 km，但部分ULVZ的范围可以超过1000 km，高度仅为十几到几十千米，相应的S波速度异常可达−40%～−20%. 一般认为ULVZ的形成与地幔底部的部分熔融有关，而成分异常促进了部分熔融的发生. D"速度不连续面在很多地区也非常明显，特别是存在俯冲板块的地区，可能由于俯冲板块降低了核幔边界处的温度，使得pPv能够稳定存在，从而形成了稳定的D"速度不连续面. 除了波速异常之外，下地幔波速的各向异性也是值得关注的重点之一，因为各向异性直接反映了地幔流动状态. 现有研究结果表明，下地幔这几种主要的波速异常结构（LLSVP、ULVZ、 D"间断面、各向异性）在空间分布上密切相关，这些异常体可能与俯冲板片有关，其周围地幔温度和化学成分的差异可能是产生这些异常体的重要因素. 最后，本文还总结了中国地区的下地幔波速结构的结果，展望了我国未来在地幔波速异常和各向异性研究的方向.
