通过地震面波频散数据反演所获取的方位各向异性模型对于研究地壳和上地幔顶部的形变十分重要。本研究提出了一个直接由混合路径频散走时反演三维横波波速方位各向异性的新方法。相比于传统方法，该方法基于射线追踪，并简化了整体反演流程，具有快速稳定的优点。文章 “Direct Inversion for Three-Dimensional Shear Wave Speed Azimuthal Anisotropy Based on Surface Wave Ray Tracing: Methodology and Application to Yunnan, Southwest China”于2019年11月在期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth上公开发表，中国科学技术大学姚华建教授和杨欣颖博士为通讯作者，第一作者为姚华建教授指导的研究生刘传铭。
地震各向异性一直被用于指示裂隙或层状结构的形状择优取向和一定应力应变下矿物晶体的晶格择优取向。而地震面波是获取地震各向异性的重要方法，是探究地壳和上地幔形变模式和构造演化历史的重要手段。该研究提出的面波三维方位各向异性直接反演方法包括两个步骤：1. 首先由面波走时数据直接反演获得一初步的三维横波各向同性速度结构；2. 再进一步联合反演方位各向异性模型和各向同性速度扰动。联合反演可以有效解决各向同性模型和各向异性模型间的耦合；并且此基于射线追踪的方法也考虑了面波传播的射线弯曲效应。该研究以云南地区为例，获得了该地区地壳及上地幔顶部三维横波波速方位各向异性模型 (图1)，并发现5-30 km 的方位各向异性主要由邻近走滑断层控制，快波方向以南北向为主，并且该区域部分大规模走滑断层在一定程度上控制了壳内低速体的形态。北纬26度以南区域上地幔顶部的横波快波方向转变为近东西方向，与远震横波分裂结果较为一致 (图2)，可能与缅甸板块东向俯冲后撤导致的东西向的上地幔物质流动有关。研究结果揭示了北纬26度以南地区地壳与上地幔方位各向异性存在较大差异，也表明了云南南部地壳和上地幔存在不同的形变模式。
图1. 云南地区地壳和上地幔顶部三维横波波速及方位各向异性模型。黑色短线表示横波波速方位各向异性大小和快轴方向。白色虚线表示推断的壳内低速体位置。
图2. (a)云南地区GPS速度场; (b, c)地壳横波波速方位各向异性模型深度截面; (d)上地幔顶部横波波速方位各向异性与远震横波分裂结果对比。
该研究以云南地区为例，验证了该方法的可行性，并与其他方法结果进行了对比证明了其可靠性。提出的新方法大大简化了传统方位各向异性反演的复杂流程，提供一套可靠便捷的获取区域三维横波波速方位各向异性模型的反演方法。
该研究得到了中国地震科学实验场、国家自然科学基金、中国科学院等项目的支持。该研究提出的方法的程序已公开并上传至GitHub，详见文章致谢部分。
原文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2018JB016920
参考文献：
Liu, C., Yao, H.*, Yang, H.‐Y.*, Shen, W., Fang, H., Hu, S., & Qiao, L. (2019). Direct inversion for three‐dimensional shear wave speed azimuthal anisotropy based on surface wave ray tracing: Methodology and application to Yunnan, southwest China. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124. https://doi.org/10.1029/2018JB016920