地震成像的矩阵方法：在南极埃里布斯火山的应用

地震波的多重散射通常被视为常规偏移技术的噩梦，因为这些技术通常依赖于弹道或单次散射假设。在火山等非均匀区域，多重散射的贡献将体波的成像深度限制在一个散射平均自由程内，即体波两次连续散射事件之间的平均距离。在本信中，我们提出了一种被动地震成像的矩阵方法，通过有效利用淹没在噪声地震尾波中的散射体波，突破了这一基本限制。作为概念验证，我们考虑了南极埃里布斯火山的案例。首先通过对多次冰震引起的尾波进行互相关，提取放置在火山顶部的一组地震检波器之间的 Green 函数。这组脉冲响应构成了一个反射矩阵。通过将单次散射波的矩阵判别与迭代时间反转相结合，我们能够将多重散射限制突破到 10 个散射平均自由程以上。该矩阵方法揭示了埃里布斯火山的内部结构：浅层的烟囱状结构、2500 m 深处的岩浆储层以及在海平面及其下方的几个空腔。该矩阵方法为极大地改善火山深部结构的监测铺平了道路。除了这一特定情况外，地震成像的矩阵方法通常可应用于所有因体波经历多重散射事件而阻碍地壳深度成像的尺度和区域。