地球深部410km和660km間斷面作為地幔轉(zhuǎn)換帶的上下邊界，其準(zhǔn)確的起伏與界面阻抗差特征是約束地幔熱化學(xué)狀態(tài)（溫度、物質(zhì)成分等）的重要參數(shù)，對(duì)地幔動(dòng)力學(xué)研究有重要科學(xué)意義。PP/SS（地球表面反射波）及其前驅(qū)波（地球內(nèi)部界面反射波）方法（圖1），其反射點(diǎn)位置分布可有效采樣全球海洋區(qū)域，在全球地幔間斷面特征研究中得以廣泛應(yīng)用。然而近地表結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致該方法中參考震相PP和SS的復(fù)雜化，進(jìn)而造成地幔間斷面測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。 

　　在繼揭示PP前驅(qū)波方法準(zhǔn)確測(cè)定地幔間斷面參數(shù)（Zhou et al., 2020）之后，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員徐敏團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南方科技大學(xué)陳曉非院士以及新墨西哥大學(xué)張涵博士等，發(fā)展了快速、準(zhǔn)確的SS及其前驅(qū)波波形正演算法，定量探討了全球近地表復(fù)雜結(jié)構(gòu)對(duì)SS及其前驅(qū)波的走時(shí)差和振幅比影響（圖2）。 

　　研究發(fā)現(xiàn)地殼厚度主要影響走時(shí)差，對(duì)振幅比影響較小。沉積層的影響表現(xiàn)在復(fù)雜的SS波形，降低了震相拾取的準(zhǔn)確性。研究人員發(fā)現(xiàn)在海陸過(guò)渡區(qū)域等沉積層分布廣泛的位置，近地表復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的走時(shí)差異常最高可達(dá)8 s，振幅比偏差可達(dá)40%。論文同時(shí)探討了三維地殼結(jié)構(gòu)對(duì)該方法的影響。 

　　研究成果可為SS前驅(qū)波研究提供可靠的校正模型，以獲得更準(zhǔn)確的間斷面參數(shù)。 

　　相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際地學(xué)期刊《地球物理研究雜志-固體地球》（JGR：Solid Earth）和國(guó)內(nèi)期刊《地球物理學(xué)報(bào)》。碩士生王培鋒（現(xiàn)在香港中文大學(xué)攻讀博士學(xué)位）為論文第一作者，助理研究員周勇為通訊作者。 

　　本研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金等的聯(lián)合支持。   

　　相關(guān)論文信息：（1）Wang, P., Zhou, Y., Xu, M., Zhang, H., Chen, X., & Guo, L. (2022). Investigation of effects of near-surface complexities on measurement of mantle discontinuity using SS and its precursors. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 127, e2022JB024485. https://doi.org/10.1029/2022JB024485. 

　　（2）王培鋒，周勇，徐敏.（2022）．基于傳播矩陣法改進(jìn)的SS及其前驅(qū)波合成算法．地球物理學(xué)報(bào)，65（10）：3900-3911，doi:10.6038/cjg2022P0649. 

　　（3）Zhou, Y., Chen, X., Yuen, D., & Xu, M. (2020). Effects of Near‐surface Complexities on Differential Traveltimes and Amplitude Ratios between PP and Its Precursors. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 125(8), 1–12. https://doi.org/10.1029/2019jb019139 

圖1 SS及其前驅(qū)波射線路徑示意

圖2 全球尺度SS及其前驅(qū)波到時(shí)差校正模型