近日，国际知名地球物理期刊《Geophysical Journal International》（JCR 2区）以“Improved Parer-Oldenburg method and its application to Moho topographic inversion in the northern South China Sea”（改进的Parker-Oldenburg方法及其在南海北部莫霍面反演中的应用）为题，发表了广州海洋地质调查局在莫霍面反演研究方面的最新研究成果，为大洋钻探科学工程的南海选址问题提供参考。
1973年，Parker教授在GJI期刊提出基于FFT的频率域正演法。1974年，Doug Oldenburg教授在此基础上提出界面迭代反演公式。50年来，Parker-Oldenburg方法在莫霍面反演方面取得了不少成果，但该方法过度依赖反演参数的确定，会导致最终计算的莫霍面模型存在较大偏差。基于模拟退火思想，研究团队改进了经典的Parker-Oldenburg方法，利用地震数据约束非线性项影响，评估出更为精确的莫霍面反演参数。
在模拟实验中，本研究基于构建的Airy均衡模型，分别用试错法、改进的线性回归法以及改进后的方法估算反演参数。结果显示，新方法计算的结果更为精确，且计算效率有着显著提高。在实际应用中，本研究利用新方法反演出南海北部的莫霍面（如图）。结果显示，研究区的莫霍面深度在8.2-33公里之间。其中，南海海盆有着明显的地幔上隆现象，整体的深度低于17公里。根据莫霍面模拟结果，南海北部可以分为阶梯式的三部分区域。第一个区域是大陆架，以珠江口盆地为代表，其莫霍面深度在23-30公里之间。第二个区域是大陆架与海盆之间的过渡带，以台东南盆地为代表，其莫霍面深度在17-23公里之间。第三个区域为海盆，整体的深度低于17公里。此外，该研究将莫霍面模拟结果与地震点作比较，残余深度的RMS（均方根误差）为0.94 km，这充分验证了新方法的有效性。
南海北部莫霍面模拟结果
本研究成果得到算法提出者Oldenburg教授的由衷赞赏和高度肯定。论文第一作者为方法所助理工程师余杭涛，通讯作者为广东工业大学许闯教授和信息所张辉，合作者还包括应用所秦朋波、方法所柴祎和大洋所杜然然。该研究由国家自然科学基金（No. 42104136）、广州市科技项目（No. 2023A04J0247）和海南省重大科技计划项目（No. ZDKJ202019）联合资助。
论文信息：Hangtao Yu, Pengbo Qin, Chuang Xu, Hui Zhang, Yi Chai, Ranran Du, Improved Parker-Oldenburg method and its application to Moho topographic inversion in the northern South China Sea, Geophysical Journal International, 2024;, ggae224, https://doi.org/10.1093/gji/ggae224
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