青岛海洋地质研究所在海底球面波响应机理研究方面取得新认识

近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所海洋油气地质研究团队在海底界面球面地震波响应机理与反透射特征研究方面取得重要进展。研究成果发表在地球物理权威期刊《Geophysics》上。

海底观测日益重要，准确表征海底反射波场需要深入理解声波与海底界面之间的复杂相互作用。尽管流体/各向同性固体、流体/VTI固体、流体/多孔固体等界面的平面波反射与透射系数已被广泛研究，但相应的球面波系数仍未被探索。相较于平面波，球面波具有以下优势：实际波场通常由点源激发，平面波理论难以充分表征；平面波系数在近临界和超临界角描述不足；球面波系数本身包含了更丰富的频率和深度依赖的振幅与相位信息。

研究人员将海洋沉积物分别表征为Biot多孔固体介质和VTI弹性固体介质，推导了流体/多孔固体、流体/VTI固体和流体/各向同性固体三种基本海底界面的球面波反射和透射系数。研究发现：在流体/多孔固体界面，球面波和平面波对孔隙度强敏感，对渗透率弱敏感。在流体/VTI固体界面，球面波反透射系数强烈依赖Thomsen各向异性参数ε，而对δ依赖弱。球面波系数表现出显著的频率和深度依赖性，平面波系数则与频率和深度无关；数值分析表明球面波与平面波存在显著差异，凸显波前曲率对海底界面反射和透射波的重要影响。

该研究成果由青岛海洋地质研究所联合中石化经纬有限公司、齐鲁工业大学（山东省科学院）等科研人员共同完成。研究工作得到国家自然科学基金（42304112）资助。

文章信息：

Cheng, G., Yu, Y., Zhang, H., Bai, Y., Zhang, X., Liang, Z., Sun, Z. Reflection and transmission of spherical waves at the seafloor interface. Geophysics, 2026, 91(4): N15-N30. https://doi.org/10.1190/GEO-2025-0263

饱和多孔海底界面球面地震波频变响应特征