鉴于全局优化方法和局部优化方法各自的特点，将两种方法结合起来使用，是求解非线性反演问题的一种发展趋势，本书的主要内容就是作者发展了一种基于混合反演算法的非线性地震走时速度成像方法，然后应用新的速度成像方法和Zelt的射线反演方法对阿尼玛卿缝合带东段及其两侧的地壳速度结构进行研究。

地震层析成像是获取地下结构信息的一种人为干预因素最少的技术手段，已广泛应用到石油天然气勘探、煤田勘探、水文工程地质勘探以及地球内部探测等领域，本书分析了全局优化算法和局部线性化反演方法各自的优缺点，指出将两类方法相结合可能做到取长补短、优势互补。然后着重介绍了混合反演算法的国内外研究现状，提出利用遗传算法和单纯形法相结合，得到一种高效、健全的非线性走时反演方法，进而形成一种新的地震层析成像方法。速度成像方法的正问题采用有限差分波前走时计算，反问题采用遗传算法和单纯形方法相混合的反演方法，成像实现过程是多尺度逐步逼近。采用混合反演算法的目的在于既降低计算成本，又避免陷入样本函数的局部极小值。然后应用新的速度成像方法和Zelt的射线反演方法对阿尼玛卿缝合带东段及其两侧的地壳速度结构进行研究，获得了一些重要认识，进一步揭示了松潘一甘孜地块与西秦岭褶皱带的结合关系，从而推动对青藏高原东北缘地块碰撞作用关系、物质东流方式以及西秦岭—东昆仑造山带的造山机制等动力学过程的认识，对松潘地块的油气远景评价也有一定的关联作用。

本书可供地球物理、能源及资源勘探、地质工程勘探、岩土工程勘察等部门的科研人员、大专院校师生参考。

第一章 地球物理反演的基本理论

 1.1 模型空间与数据空间

 1.2 线性或线性化反演方法

1.2.1 线性问题的反演公式

1.2.2 可线性化问题的反演公式

 1.3 完全非线性反演方法

1.3.1 枚举算法

1.3.2 蒙特卡洛法(Monte-Carlo Hethod)

1.3.3 模拟退火法(Simulated Annealing)

1.3.4 遗传算法(Genetic Algorithm)

1.3.5 人工神经网络法(Artificial Neural NetWork)

1.3.6 蚂蚁觅食法(Ant CMony Optimization Algorithm)

 1.4 对现有反演方法的归纳总结

第二章 二维多尺度非线性地震速度成像方法

 2.1 正问题——有限差分波前走时计算

2.1.1 设计局部计算方法

2.1.2 设计动态规划方法

2.1.3 有限差分波前计算的几个数值模拟例子

 2.2 反问题——多尺度混合反演方法

2.2.1 速度模型参数化

2.2.2 失配函数的构制

2.2.3 反演过程

 2.3 速度成像的主要步骤

 2.4 分辨问题

第三章 测试函数及数值模拟试验

 3.1 测试函数试验

3.1.1 Shubert函数

3.1.2 De Jone's F5函数

3.1.3 Camel函数

3.1.4 Schaffer's FS函数

 3.2 数值模拟试验

3.2.1 垂向梯度变化的速度模型

3.2.2 低速异常体的速度模型

3.2.3 高速异常体的速度模型

3.2.4 向斜模型的速度模型

3.2.5 背斜模型的速度模型

3.2.6 直立断层模型的速度模型

3.2.7 水平方向长200km的速度模型

 3.3 方法的抗噪声试验(健全性)

 3.4 采用与不采用多尺度混合算法的比较

 3.5 小结

第四章 阿尼玛卿缝合带东段上地壳速度结构层析成像

 4.1 前言

 4.2 研究区地质构造概况

 4.3 数据采集与Pg震相特征

4.3.1 剖面位置

4.3.2 观测系统

4.3.3 Pg波数据的采集

4.3.4 Pg震相数据特征

 4.4 利用多尺度混合反演方法对阿尼玛卿基底速度结构层析成像

 4.5 多尺度混合反演方法得到结果与基于反投影的层析成像方法成像结果对比

 4.6 小结

第五章 阿尼玛卿缝合带东段及两侧二维地壳速度结构研究

 5.1 前言

 5.2 射线反演方法原理

5.2.1 速度模型参数化

5.2.2 射线追踪

5.2.3 射线步长

5.2.4 射线组概念与射线离源角确定

5.2.5 光滑层边界模拟

5.2.6 反演

 5.3 阿尼玛卿缝合带东段及两侧上地壳速度结构研究

5.3.1 初始模型为弯曲基底界面的反演

5.3.2 初始模型为平界面的射线反演

5.3.3 关于Pg资料获得阿尼玛卿缝合带东段上地壳速度结构的结论

 5.4 阿尼玛卿缝合带东段中下地壳速度结构研究

5.4.1 马尔康一碌曲一古浪人工地震测深剖面概况

5.4.2 剖面图显示的主要震相

5.4.3 中下地壳速度结构反演

 5.5 关于阿尼玛卿缝合带东段二维地壳结构的主要结论

第六章 阿尼玛卿缝合带东段断层通道波观测研究

 6.1 前言

 6.2 库赛湖一玛沁断裂带简介

 6.3 野外地震资料采集

 6.4 时间校正及地震记录特征

 6.5 断层通道波的有限差分正演拟合

 6.6 结论

结束语

参考文献