Optimization of <italic style="font-style: italic">H</italic>-<italic style="font-style: italic">κ</italic> stacking using a flood-fill-based topological approach for sedimentary layer characterization

Shi Zhuoxuan; Li Qiding; Xu Weiwei; Peng Jianbing; Luo Song; Lü Jinyu

doi:10.11714/acta.snus.ZR20260020

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Optimization of H-κ stacking using a flood-fill-based topological approach for sedimentary layer characterization

更新时间：2026-05-15

- Optimization of H-κ stacking using a flood-fill-based topological approach for sedimentary layer characterization
- Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni Pages: 1-10(2026)
- 作者机构：
  
  1.长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安 710054
  2.长安大学陕西省黄河科学研究院，陕西西安 710054
  3.陕西省矿产地质调查中心，陕西西安 710068
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.11714/acta.snus.ZR20260020
  CLC： P313.2
- Received：14 January 2026，
  
  Revised：2026-03-15，
  
  Accepted：08 April 2026，
  
  Online First：15 May 2026，
- 稿件说明：
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Shi Zhuoxuan, Li Qiding, Xu Weiwei, et al. Optimization of H-κ stacking using a flood-fill-based topological approach for sedimentary layer characterization[J/OL]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni, 2026, 1-10.
DOI：

Shi Zhuoxuan, Li Qiding, Xu Weiwei, et al. Optimization of H-κ stacking using a flood-fill-based topological approach for sedimentary layer characterization[J/OL]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni, 2026, 1-10. DOI： 10.11714/acta.snus.ZR20260020.

摘要

叠加方法是基于接收函数波形反演地壳厚度和波速比的常用技术，近年来也被逐步应用于沉积层结构参数的提取。然而，在高速度古老沉积地层条件下，受直达P波能量影响，

扫描谱通常在深度（

）趋于0附近形成连续高值条带，导致传统基于全局最大叠加值的参数选取准则失效，沉积层底界面信息难以有效识别。针对上述问题，本研究提出了一种基于洪水填充的

扫描谱优化方法。该方法将

扫描谱视为二维能量地形，通过分析扫描谱中的能量连通结构，自动识别并剔除与零深度边界连通的非物理高值区域，从而在拓扑封闭的有效能量盆地中确定最优

参数。该方法无需引入额外速度模型或经验性深度阈值，保持了

方法原有的物理框架。模拟数值算例及鄂尔多斯西缘短周期密集台阵实际资料处理结果表明，改进方法能够有效抑制零深度伪峰干扰，准确识别沉积层厚度及波速比参数。

Abstract

The

stacking method， commonly used to estimate crustal thickness and velocity ratio from receiver functions， has recently been extended to extract structural parameters of sedimentary layers. However， in ancient， high-velocity sedimentary strata， the

H-κ

spectrum is often contaminated by a continuous high-amplitude strip near zero depth caused by the direct P-wave. This renders the traditional criterion-selecting parameters based on the global maximum stacking amplitude-invalid， making it difficult to identify the sedimentary basement interface. To address this issue， we propose an optimized

scanning method based on the flood-fill algorithm. The method treats the

spectrum as a two-dimensional energy terrain and analyzes its connectivity structure. It automatically identifies and removes the non-physical high-amplitude region connected to the zero-depth boundary， thereby determining the optimal

H-κ

parameters within a topologically closed energy basin. This approach requires no additional velocity model or empiri

cal depth threshold and preserves the original physical framework of the

method. Synthetic tests and feild data applications from a short-period dense array on the western margin of the Ordos Block demonstrate that the improved method effectively suppresses interference from the zero-depth spurious peak and accurately identifies sedimentary thickness and velocity ratio.

关键词

Keywords

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