传统面波分析多依赖单重量数据，当花样分支围聚时，难以分离多花样信号、无法无缺赢得面波偏振信息，纵脱了频散测量精度与结构反演可靠性。尽料表面模子的模拟末端暴露，基阶花样也不错呈现顺进偏振椭圆特征，但这种风景在原野数据中很少被不雅测到。如何充分哄骗三重量地震纪录的全波形信息，区别不同波场类型与偏振特征，终了多花样面波相速率和椭率的一体化索取，成为面波成像限度亟待治理的要道问题。
中国地震局地球物理扣问所鲁来玉扣问员团队在前期使命的基础上，提倡配景噪声多重量聚束分析身手，通过对垂向（Z）、径向（R）和横向（T）重量相互关函数的处理，终了多花样瑞利波与拉夫波频散弧线的褂讪索取，同期同步赢得多花样瑞利波椭率（径向/垂向振幅比）信息。该身手充分哄骗三重量地震纪录的全波形信息，区别不同波场类型与振动花样，大幅普及频散弧线的集合性与花样识别准确率（图1、图2）。
图1 中国科学探伤台阵三期子阵列聚束分析得到的多花样面波频散图像。在ZZ重量和RR重量中，可不雅测到最多五个花样，分别标志为0、1、2、3和4。RZ重量和ZR重量也呈现出五个可不雅测花样。关于TT重量，不错不雅测到六个勒夫波花样。除基阶花样的可靠频率鸿沟为0.03–0.25 Hz外，高阶模态可在较宽的频率鸿沟内被不雅测到，尤其在ZZ重量和TT重量中尤为昭彰。
图2 通州局部千里积盆地的配景噪声不同重量相互关函数聚束分析生成的频散图像。玄色虚线走漏基于台阵下方反演模子瞻望的表面频散弧线。ZZ重量澄澈分辨出基阶模态（mode 0）与第一高阶模态（mode 1）。值得瞩主义是，基阶模态在RZ与ZZ重量上发挥出不同极性：ZZ重量中基阶模态恒久为同相能量，而RZ（及ZR）重量中基阶模态的极性随频率变化——0.5 Hz以上呈正极性（强振幅），0.5 Hz以下转为负极性（主瓣为负最大值）。
该扣问基于千里积盆地密集台阵不雅测数据，在千里积盆地程序实测数据中发现：基阶瑞利波可在不同频段发挥为顺进与逆进椭圆偏振（图3，图4）。标明基阶花样偏振算作受地下介质结构、频率与深度同一戒指，并非单一固定的偏振标的。这完善了瑞利波传播表面，普及了花样识别准确性，幸免因偏振误判导致频散弧线拾取装假，为高精度面波成像提供要道技能撑抓。
图3 把柄图1中各重量的频散能量图索取的基阶和一阶花样瑞利波的椭率，其中实线是基于阵列下方速率结构瞻望的椭率。（a）为垂直重量与水平重量之比（ZH比）。（b）为HZ比。（c）不同频率下的质点知道轨迹。在给定的频率鸿沟内，基阶花样在0.2 Hz和0.5 Hz近邻发生了两次极性回转。0.2 Hz以下为逆进椭圆知道，21点游戏在0.2至0.5 Hz之间滚动为顺进椭圆知道，在0.5 Hz以上又还原为逆进椭圆知道。
图4 台站对2022–1019的时分序列索取的基阶模态和第一高阶模态的质点知道。(c)带通滤波（0.35–0.45 Hz）后的波形、质点知道轨迹以及针对识别的基阶瑞雷波的偏振椭圆默示图，发挥为顺进椭圆。(d)频率鸿沟为0.9–1.1Hz的末端，基阶模态发挥出逆进椭圆粒子知道。(e)是第一高阶模态（0.9–1.1 Hz）的末端，呈现出顺进椭圆知道。
在多重量频散测量中发现，从ZR、RR重量索取的瑞利波频散弧线，与ZZ、RZ重量索取末端存在系统性偏差。ZZ和RZ重量末端量似（称为Z偏振测量），而ZR和RR重量末端量似（称为R偏振测量）。总体而言，Z偏振与R偏振测量在基阶花样及低频段的高阶花样上吻合较好，但在高频段，高阶花样出现系统性偏差（图5）。这种各异很可动力于从近地表到地壳上部的偏振各向异性。在传统的偏振各向异性扣问中，这种各向异性常常通过瑞利波与勒夫波相速率的不一致性来表征。这一不雅测标明，哄骗瑞利波不同重量的相速率测量雷同大致揭示地球的各向异性特征，为地球介质偏振各向异性反演提供新阶梯。
图5 从图1中不同重量频散图像索取的多花样相速率
该扣问恶果中的多重量聚束分析身手可浩繁应用于密集台阵配景噪声与地震数据处理，普及浅地表横波速率结组成像分辨率；基阶花样逆进仁爱进椭圆偏振不雅测，完善了面波花样识别准则，裁减反演不褂讪；多重量相速率的系统偏差可用于探伤千里积盆地各向异性，为介质力学属性、应力景况、裂隙散播扣问提供新拘谨，处事油气勘察、断层行径性评价、地震危急性分析。
该恶果发表于外洋学术期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》（Qin， T.， Zhang， Y.， Jia， S.， & Lu， L. (2026). Measurement of phase velocity and ellipticity of multi-mode surface waves by beamforming multi-component ambient seismic noise. Journal of Geophysical Research: Solid Earth， 131， e2025JB033434. https://doi.org/10.1029/2025JB033434），由国度当然科学基金（42474081、U1839209），中国地震局地球物理扣问所基本科研业务费专项（DQJB25R33， DQJB25X28）资助。
【作家简介】
第一作家：秦彤威，中国地震局地球物理扣问所助理扣问员，主要从事地震干预表面、台阵脚震学等方面的扣问使命，发展了一套修正聚束分析身手，用于从地震配景噪声中索取多花样面波的相速率和瑞利波椭率，并在社区别享，见：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.25678170；https://doi.org/10.6084/m9.figshare.20304618；
通信作家：鲁来玉，中国地震局地球物理扣问所扣问员，博士生导师，主要从事复杂介质料震波传播与散射表面、地震层析成像及声学信号处理等方面的扣问使命。
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