基于不同参考深度模型下的南北带中段密度界面重力反演研究

汪 健 申重阳（中国地震局地震研究所，武汉 430071）

基于不同参考深度模型下的南北带中段密度界面重力反演研究

汪 健 申重阳
（中国地震局地震研究所，武汉 430071）

（1）南北带中段深部构造特征研究的意义。南北带中段区域范围大、界面起伏剧烈，按照传统统一参考深度模型（Parker-Oldenburg迭代反演方法）所得重力反演结果与实际地质情况不符，且与地震测深等结果差异较大，如何提高反演精度和准确度，获取南北带中段壳幔深部界面展布模型，成为迫切需要解决的问题。引入不同参考深度模型到重力界面反演方法中，结合地震测深等结果对反演过程进行约束控制。该研究成果可提供适合结构差异大、大区域的界面反演方法。

（2）方法。传统重力反演算法统一参考深度，对整个区域进行去平均场效应。该处理方法适用于较小范围，且界面变化较平缓区域（一般小于3°×3°），对于界面起伏大且区域跨度大的南北带地区，结果有失偏颇，尤其对偏离参考深度较大的区域结果影响越大，与地震测深结果偏差较大。由图1可见，相比南北带北段和南段地区，南北带中段界面起伏更剧烈，重力反演结果与地震测深结果间的差距也较大，其中穿越南北带中段核心区的竹巴笼-资中剖面的莫霍面标准差达到了6 km，其中最大差异处超过了10 km，如此大的差异显然不能反映实际地质情况，统一参考深度的重力反演方法需要改进。

图1　重力反演结果分别与南北带北段、中段、南段的4条地震测深剖面结果对比情况

良好的先验模型是获得高精度反演结果的重要保障，考虑改善初始模型，引入不同的参考深度：首先利用待反演区域的统一参考深度获得初始参考模型，将其作为参考深度再次进行反演计算，同时去平均场效应时，只针对测点周边一定区域（界面形态相似，起伏状况可比拟）进行，更符合实际情况。

（3）结果与讨论。从改进后的重力反演结果情况（与测深结果标准差）可知（表略），引入不同参考深度模型对南北带南段和北段的深部界面反演作用明显，提高了反演准确度；但对结构差异较大的南北带中段，问题仍未解决。究其原因：一是以往用重力反演深部界面时大多采用常密度模型，但这只是一种近似的密度模型，南北带中段密度差异大，根据以往地震测深、地质等结果构建变密度模型引入反演过程中，所得结果应该更接近于实际地质情况；二是在正反演计算过程中采用分解模型计算，对界面的起伏分解成底界面的平移和顶界面的起伏层，且底界面的起伏层是针对大区域进行，消除平板层效应时，效果依然欠佳，有待对方法进行改进。