单台阵的背景噪声多阶面波三维成像：以西沙赵述岛成像为例

基于台阵的多阶面波成像技术是背景噪声面波成像领域的重要突破。该方法通过引入高阶面波频散曲线，为地下结构反演提供了新的独立约束条件，显著提升了对地下低速结构的探测能力。然而，台阵面波方法在三维速度结构成像时需要将研究区域划分为多个子台阵，对台站数量和空间分布密度提出了较高要求。在实际应用中，受限于地理环境、经济成本和时间等因素，研究区域的台站布设往往难以满足这一条件。针对这一技术瓶颈，本研究创新性地提出了单台阵台站对随机抽样方法。该方法通过从单一台阵中随机抽取不同组合的台站对来提取频散曲线，结合台阵面波空间反演技术，将不同台站对组合观测到的频散曲线反演为空间网格点的相速度分布，从而实现了基于单台阵的多阶面波三维速度结构成像。为验证方法的有效性，我们将其应用于台站布设困难的典型海岛区域——南海西沙赵述岛。成像结果清晰地揭示了近地表、100米和250米深度附近存在的三个低速层位，与岛礁钻井数据和海平面变化控制的岛礁生长特征高度吻合。本研究提出的新方法显著降低了多阶面波成像的实施成本，提高了该技术在复杂环境下的适用性，为后续相关研究的深入开展提供了重要的技术支撑。