第八届青年地学论坛

      费马原理指出了地震波在地球内部传播的一个基本规律：地震波总是沿时间最短的路径传播。2010年中国大洋科考40航次在西南印度洋中脊Dragon-Flag Venting zone开展了主动源海底地震探测，我们针对沿洋中脊扩张轴布放的二维剖面，使用走时射线追踪方法获得了沿洋中脊扩张轴下方地壳和上地幔顶部二维速度结构，但由于洋中脊峡谷内地形崎岖（水深变化为4500-3800 m），峡谷两侧不对称扩张，南侧存在大型拆离断层隆起构造，水深较浅（<1800 m），北侧平坦，水深较深（>3000 m），峡谷最窄处宽度约10 km，可能会造成射线三维效应。Niu et al. (2015)发表的沿洋中脊扩张轴二维速度结构使用了2个莫霍面来拟合地壳和上地幔的反射和折射震相，也表明地形变化可能对深部结构成像造成影响。本文使用使用高分辨率多波束地形数据，对Dragon-Flag Venting zone建立三维模型，在三维空间中对二位测线数据进行射线追踪和层析成像反演，获得基于二维测线数据的沿洋中脊下方三维速度结构，通过对比二维速度模型与三维速度模型的差异，定量评估了复杂地形对深部结构成像的影响，发现地形差异对走时影响是明显的，是由不同介质的地震波速度差导致，尤其是在本研究区，由于峡谷南侧为大型拆离断层，表层速度高（达5.0 km/s），临近拆离断层的OBS站位水深为4300 m，深度落差大于2500 m，三维效应造成的时间差可能达0.5 s，从而导致的速度模型中界面深度误差可达2-3 km。因此，在开展二维深部结构探测时，非常有必要考虑复杂地形对速度模型造成的影响。
      致谢：本研究受国家自然科学基金（41876060）资助。
 

费马定理；海底地震仪；主动源三维海底地震