青藏高原東南部下地殼流及上地幔構(gòu)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(yùn)動(dòng)普遍認(rèn)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(gòu)造信息，目前對(duì)于這種大規(guī)模地表運(yùn)動(dòng)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(dāng)前地震學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題之一。
　　本論文充分利用中國(guó)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(tái)網(wǎng)和其它臺(tái)站所觀測(cè)的地震波形資料。采用接

2、收函數(shù)計(jì)算Moho深度和地殼Vp/Vs比值，并在接收函數(shù)的基礎(chǔ)上引入了一種新的綜合性方法計(jì)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(zhuǎn)換波的到時(shí)，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(shí)間。發(fā)現(xiàn)在青藏高原東南邊緣的臺(tái)站橫波分裂時(shí)間變化較大，約0.24s-0.9s不等。而在相對(duì)青藏高原東南邊緣較遠(yuǎn)的其他臺(tái)站并沒有發(fā)現(xiàn)地殼內(nèi)部具有各向異性。同時(shí)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(duì)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(jié)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(shí)對(duì)比了上地幔SKS/SKKS分裂結(jié)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(shí)間與上地幔分裂時(shí)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(xiàn)者。這表明上地幔構(gòu)造可能是弱變形

4、或者存在地殼與上地幔形變的解耦構(gòu)造。
　　為了進(jìn)一步了解地殼與上地幔結(jié)構(gòu)關(guān)系，解析上地幔巖石圈對(duì)地表抬升的作用。本文在已知地殼信息的基礎(chǔ)上，采用有限頻層析成像技術(shù)反演了該地區(qū)上地幔S波三維速度結(jié)構(gòu)。由分析測(cè)量?jī)膳_(tái)站所接收到穿越地球內(nèi)部的地震波到時(shí)差，反演兩個(gè)臺(tái)站下方的構(gòu)造。計(jì)算過程中選擇3種不同頻段的地震S波進(jìn)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(kuò)大研究區(qū)域，本文改進(jìn)

5、了臺(tái)站對(duì)的選擇方法，保證每個(gè)臺(tái)站在反演矩陣中擁有合適比值。以每一個(gè)地震事件中的所有臺(tái)站對(duì)首尾相連形成一個(gè)閉合圈，同時(shí)保證兩個(gè)相鄰臺(tái)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(shí)差進(jìn)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(jié)果精細(xì)可靠。本文結(jié)果與前人的結(jié)果在大構(gòu)造上基本一致，如四川盆地的高速異常以及在揚(yáng)子克拉通在轉(zhuǎn)換帶處的高速異常等。除此之外，層析成像結(jié)果還顯示出在

6、青藏高原東南邊緣存在一個(gè)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(jié)果還需要更多證據(jù)來證實(shí)，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(duì)以上研究，本文對(duì)青藏高原東南部地區(qū)的抬升有了一個(gè)綜合認(rèn)識(shí)。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