王道远，王鑫，李 勤

西安石油大学地球科学与工程学院陕西省油气成藏地质学重点实验室，陕西西安710065

0 引言

在地震勘探过程中，随着丘陵、盆地等近地表地区的深层次研究，发现近地表地震-地质条件下接收到的地震波场成分十分复杂，地震资料的精细处理面临着巨大挑战，数值模拟研究越发必要。在反射地震勘探中经常会接收到一类低频率、强能量的面波干扰，通常作为地震勘探中的干扰波被压制掉。但是面波中含有丰富的信息，与近地表低降速带有直接的关系。瑞雷面波勘探是一种有效获取近地表地层结构的途径，可以有效利用反射地震资料中的瑞雷面波，使其变废为宝，节省一笔非常可观的勘探费用[1]。近年来，瑞雷面波勘探研究正在进行广泛开展。

地震数值模拟是研究地震波在复杂介质中传播的有效方法之一[2]。Rayleigh首次提出了瑞雷面波理论，并于1887年证明了瑞雷波的存在[3]。Haskell在最早时提出瑞雷面波频散曲线正演Haskell算法，此算法易出现高频数值不稳定现象，而且通常计算速度偏慢[4]。为解决所面临的问题，众多学者从数值角度开展研究，简化频散方程的表现形式，解决了频散方程的不稳定性导出了新的频散方程，有效避免了高频数值的不稳定，同时计算速度提升[5-8]。

为了通过地震波场更好地分析瑞雷面波在近地表弹性介质中的表现特征、响应机理及传播规律，国内学者进行了一系列研究工作。周竹生等进行了基于弹性介质中瑞利波有限差分数值模拟，采用交错网格有限差分法对多种弹性介质模型进行了正演模拟，得到相应的波场快照和地震记录[9]。……