基于球面重力反演苏拉威西地区莫霍面结构

摘要

基于球坐标系的地球物理反演能有效避免地球曲率的影响,适用于大尺度构造研究.本文基于重力异常数据在球坐标系下反演莫霍面深度,结合数据误差及光滑正则化项建立反演目标函数并求解,同时将该方法应用于苏拉威西地区.苏拉威西地区具有复杂的断裂系统、年轻的俯冲带,是研究俯冲起始机制等前沿科学问题的理想场所.目前研究区的地球物理观测尚不充分,缺乏对莫霍面形成有效约束的地震数据,对研究区莫霍面的整体认识较少.本文基于卫星重力观测数据,通过匹配滤波方法提取与研究区莫霍面结构相关的重力异常,并结合频谱分析确定该地区的莫霍面深度参考值.在反演中,通过两次随机子抽样交叉验证选择最优的超参数,包括正则化因子、莫霍面密度差以及参考莫霍面深度,迭代反演获得莫霍面深度.反演结果表明:研究区莫霍面平均深度为20.0 km,深度变化范围为9.2~33.3 km.总体上,海区莫霍面浅,约10.0~20.0 km,陆区莫霍面深,约25.0~33.0 km,该结果与Crust1.0全球模型、前人重力反演结果以及地震数据基本相符,总体上反映了苏拉威西地区的莫霍面变化特征.