用于高分辨率被动地震三维成像的畸变矩阵框架：以加州圣哈辛托断层带为例

反射地震成像通常由于地壳中波速度的波动而遭受分辨率和对比度的损失。在文献中，相位畸变问题一般通过背景波速度模型来规避。然而，这需要对介质中波速度分布进行先验层析成像，而这往往是不可能的，尤其是在深部。本文发展了一种地震成像的矩阵方法，以在背景波速度知识粗糙的情况下反演地下三维图像。为此，在矩阵形式下研究了地震阵列中检波器之间的被动噪声互相关。更确切地说，通过引入一个新的数学对象：畸变矩阵，克服了波速度波动对成像的有害影响。该算子本质上将介质内任意虚源与该点发出的波前因非均匀性所经历的畸变联系起来。对畸变矩阵的时间反演分析使得能够估计连接地表每个真实检波器与地下每个虚拟检波器的传输矩阵。然后可对地下任意点补偿相位畸变。应用于沿圣哈辛托断层带克拉克分支记录的地震数据，本方法被证明可提供该断层直至4 km深度的图像，横向分辨率为80 m。引人注目的是，该分辨率几乎比检波器阵列孔径所决定的衍射极限低八分之一。地下非均匀性起到了散射透镜和横向波导的作用，极大地增加了阵列孔径。