程玖兵, 王腾飞, 徐文才

海洋地质国家重点实验室，同济大学，上海 200092

0 引言

地球内部存在复杂的多尺度的非均匀性.它决定了弹性参数(如纵、横波速度与密度等)的空间分布与变化特征，影响地震波的传播与散射，甚至导致波场衰减与各向异性效应.在主动源地震探测过程中，人们利用地震记录(包括初至与反射波等震相)去构建地下弹性参数模型，定位和描述介质内部的不连续界面，进而解析地质构造与沉积模式，预测岩性、孔隙流体以及应力场的空间分布，服务于油气及其他矿产资源勘探开发、区域地质或岩石圈构造演化研究和一些工程与环境地质任务.

以地震波的主波长为参照，弹性非均匀性可以分解到不同尺度，包括长波长、中波长和短波长分量.一般认为，前两个分量构成光滑的“背景模型”，控制波场运动学(如走时与相位)，而短波长分量构成震荡的“扰动模型”，主要影响波场动力学(如振幅).因此，在实践中，背景模型和扰动模型的建立通常是分开进行的(Claerbout,1985).建立背景模型尤其是反演纵、横波宏观速度主要依靠走时层析或偏移速度分析.在反射地震勘探领域，基于叠前深度偏移共成像点道集剩余曲率信息的反射走时层析至今仍是速度建模的主要手段(Stork，1992；Woodward et al.,2008).背景模型一旦确定，基于反射或单次散射信号估计弹性参数扰动可视为一个线性反问题.要么基于线性正演算子的伴随算子，由射线或波动理论基础上的地震偏移生成反射界面图像(Claerbout,1971; Schneider,1978；……