青藏高原東南部下地殼流及上地幔構造研究.pdf

1、青藏高原東南邊緣大規(guī)模的地表隆起、形變和斷層運動普遍認為是印度板塊和歐亞板塊在新生代碰撞形成的。由于缺乏淺地表、地殼和上地幔的構造信息，目前對于這種大規(guī)模地表運動的具體成因以及由碰撞引起的地殼和巖石圈形變?nèi)晕从卸ㄕ?，這也是當前地震學和地球動力學研究領域中的熱點問題之一。
　　本論文充分利用中國地震局在四川、云南、廣西、貴州、廣東、湖南等區(qū)域，自2007年7月到2010年7月共四年的寬頻數(shù)字臺網(wǎng)和其它臺站所觀測的地震波形資料。采用接

2、收函數(shù)計算Moho深度和地殼Vp/Vs比值，并在接收函數(shù)的基礎上引入了一種新的綜合性方法計算了地殼各向異性參數(shù)。該綜合性方法基于地殼各向異性介質(zhì)中Moho面Ps轉換波的到時，在徑向分量和切向分量的接收函數(shù)所展現(xiàn)出的性質(zhì)和諧波分析，估算橫波分裂的快波方向和分裂時間。發(fā)現(xiàn)在青藏高原東南邊緣的臺站橫波分裂時間變化較大，約0.24s-0.9s不等。而在相對青藏高原東南邊緣較遠的其他臺站并沒有發(fā)現(xiàn)地殼內(nèi)部具有各向異性。同時Moho面深度和Vp/V

3、s自青藏高原東南邊緣向東南方向逐漸變薄變?nèi)?。表明青藏高原東南部相對其周圍區(qū)域含有豐富的鐵鎂質(zhì)巖或存在部分熔融。該結果為青藏高原東南地區(qū)存在下地殼流模型提出了最新的地球物理證據(jù)。同時對比了上地幔SKS/SKKS分裂結果，發(fā)現(xiàn)地殼各向異性快波分裂方向與SKS/SKKS的上地幔處快波分裂方向基本一致，并且分裂時間與上地幔分裂時間幾乎相同，說明青藏高原東南部地區(qū)地殼各向異性可能是SKS/SKKS橫波分裂的主要貢獻者。這表明上地幔構造可能是弱變形

4、或者存在地殼與上地幔形變的解耦構造。
　　為了進一步了解地殼與上地幔結構關系，解析上地幔巖石圈對地表抬升的作用。本文在已知地殼信息的基礎上，采用有限頻層析成像技術反演了該地區(qū)上地幔S波三維速度結構。由分析測量兩臺站所接收到穿越地球內(nèi)部的地震波到時差，反演兩個臺站下方的構造。計算過程中選擇3種不同頻段的地震S波進行綜合反演，分別是高頻0.1-0.5hz、中頻0.05-0.1hz、低頻0.02-0.05hz。為了擴大研究區(qū)域，本文改進

5、了臺站對的選擇方法，保證每個臺站在反演矩陣中擁有合適比值。以每一個地震事件中的所有臺站對首尾相連形成一個閉合圈，同時保證兩個相鄰臺站間的地表距離大于200km。本文共選用3種不同地表距離分別是200km、300km、400km的走時差進行聯(lián)合反演。這樣既保證了射線較好地覆蓋研究區(qū)域也保證了反演結果精細可靠。本文結果與前人的結果在大構造上基本一致，如四川盆地的高速異常以及在揚子克拉通在轉換帶處的高速異常等。除此之外，層析成像結果還顯示出在

6、青藏高原東南邊緣存在一個連續(xù)的高速異常體，它沿著東經(jīng)100°和101°由南往北連續(xù)分布，從北緯27°約100km深處到北緯32°附近約350km，其正上方覆蓋著低速異常體。盡管本文結果還需要更多證據(jù)來證實，但這些新發(fā)現(xiàn)為巖石圈拆沉造成高原抬升提供了有力的佐證。
　　針對以上研究，本文對青藏高原東南部地區(qū)的抬升有了一個綜合認識。在印度板塊與歐亞板塊碰撞之后，青藏高原東南部地區(qū)由于印度板塊的擠壓力作用，在青藏高原地殼內(nèi)出現(xiàn)下地殼流，造