青藏高原北部及秦岭造山带面波研究

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青藏高原以其独特的地质背景吸引着当代地质学家和地球物理学家的目光,其东部和南部大部分地区已被流动地震台站覆盖过,而处于中部偏北的可可西里无人区还没有被详细研究。为研究2008年玉田7.3级地震,北京大学在塔里木盆地南缘布设了流动地震台阵。本文应用双台法面波研究了北京大学流动台站和部分IndepthⅣ台站射线所覆盖的可可西里地区;同时应用双台法面波研究了北京大学流动台站和部分新疆省局固定台站射线所覆盖的塔里木盆地;并根据测量得到的相速度数据反演这两个区域的一维剪切波速度结构。采用传统的面波双台法测量得到研究区域内15-125s的一维相速度与群速度。根据射线与断层的位置关系,我们将IndepthⅣ台站分了6组。无论是相速度还是群速度,在周期小于75秒时可可西里北部的测量结果都要比可可西里南部要高;在周期大于75秒时南北两部分的差距并不明显。进一步反演得到的一维剪切波速度结构显示可可西里北部的Moho深度为50km,而可可西里南部的Moho深度为65km。射线沿着昆仑断层传播的结果显示出昆仑断层附近上地幔顶部剪切波速度比北边的柴达木盆地和南部的松潘甘孜地块速度都低,可能的原因是断层带挤压破碎或者生热引起SV剪切波结构弱化导致面波传播速度变慢。塔里木盆地的平均相速度曲线在75s之前比AK135全球参考模型明显要低;反演得到的剪切波速度在0-50km深度范围内明显比AK135全球参考模型低。这些数据显示了塔里木盆地与AK135模型的差显著异集中在厚度为50km的地壳内。  和其它地震成像方法比较,背景噪音成像方法能够较有效的获得地壳以及上地幔的速度结构。本研究将Phase-Weighted-Stack方法应用到了互相关函数的叠加过程中,有效的增强了Love波信号,压制了获得的格林函数中的噪音。本文将这种技术应用到了北京大学与中国地质科学院合作布设在秦岭及其周边地区的(69台)宽频带流动地震台阵,利用台站的水平分量噪声记录提取的Love波频散曲线来获得台站间Love波相、群速度,进而得到了从6s到30s周期的Love波相速度二维分布图像。进一步进行了三维SH波速度反演,获得了研究区地壳和上地幔SH波3D速度结构,为研究该地区构造运动和上地幔动力学提供基础观测资料。一个重要的结果显示秦岭造山带以及鄂尔多斯块体外部西北方向在50km深度呈现较强的SH波低速异常,这个连贯的低速异常带是否对应于青藏高原上地幔物质在鄂尔多斯块体和四川盆地块体之间的向东扩展流动而形成的温度异常或者部分熔融体还有待于进一步验证。
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