基于散射积分法和伴随波场法的南加州地壳结构全三维成像

摘要 我们成功地应用了基于散射积分法（SI‐F3DT）和伴随波场法（AW‐F3DT）组合的全三维成像（F3DT），通过迭代改进南加州地震中心（SCEC）社区速度模型版本4.0（CVM‐S4）中的三维起始模型。在F3DT中，灵敏度（Fréchet）核是利用三维弹性动力学方程的数值解计算得出的，并通过迭代成像导航过程考虑了结构反演问题的非线性。我们将针对约38,000个地震波形和12,000个环境噪声相关图上的超过50万次拟合测量数据整合到我们的反演中。在经过26次F3DT迭代后，利用我们最新模型CVM‐S4.26计算的合成地震波形在低于0.2 Hz的频率下，与观察到的地震波形相比，显示出显著更好的拟合效果，相较于利用我们的三维起始模型CVM‐S4以及经过16次AW‐F3DT迭代改进的其他SCEC CVM（CVM‐H11.9）。CVM‐S4.26揭示了南加州强烈的地壳非均匀性，其中一些在CVM‐S4和CVM‐H11.9中完全缺失，但存在于从以前的地壳尺度二维主动源折射成像模型中获得的模型中。在浅层深度，我们的模型显示出与沉积盆地的强相关性，并揭示了主要映射的走滑和倾滑断层上的速度对比。在中至下地壳深度，我们模型中的结构特征可能为区域构造提供新的见解。当结合物理基础的地震灾害分析工具时，我们预计我们的模型能够提供对南加州地震灾害更准确的估计。