摘要：常规伪谱方法二阶时间差分格式时间精度较低，且对于大步长时间采样间隔，常规伪谱方法不稳定.拟解析方法对于速度变化剧烈的模型，在时间和空间上均有较大误差.本文提出了一种基于解耦的二阶位移弹性波方程波场模拟及矢量波场分解的优化拟解析方法，将归一化的拟拉普拉斯算子分别应用于P波和S波波场延拓，延拓矢量波场的同时，可分解并延拓纯纵波和纯横波波场.利用弹性波优化拟微分算子表示拟拉普拉斯算子，该拟微分算子不仅包括原始微分算子的谱估计，而且还包含一个时间补偿项，其可在波数-空间域精确地补偿波动方程在时间方向上采用二阶有限差分引起的误差.利用低秩分解近似求解弹性波优化拟微分算子，可有效提高计算效率.2D均匀模型、层状模型以及部分盐丘模型数值正演模拟结果表明：相比较于常规的伪谱法和拟解析法，本文方法在时间和空间上均有很高的精度，并且稳定性条件比较宽松.

关键词：二阶时间差分格式 弹性波方程 矢量波场分解 低秩分解 优化拟解析法 

单位：中国科学院地质与地球物理研究所; 中国科学院油气资源研究重点实验室; 北京100029; 中国科学院大学; 北京100049; 苏黎世联邦理工学院; 苏黎世8092; 瑞士; 唐山学院; 河北唐山063020