论文部分内容阅读
本文使用布设在青藏高原的INDEPTHⅣ和其他地震台阵数据,进行青藏高原上地幔各向异性和上地幔顶部(Pn)速度结构研究。论文主要分两个部分,第一部分利用剪切波分裂方法研究青藏高原东北部的上地幔各向异性,第二部分利用Pn波层析成像方法研究青藏高原东部上地幔顶部P波速度结构和地壳厚度分布。
使用剪切波分裂方法获得了青藏高原东部高分辨率的上地幔各向异性快波方向及相应的各向异性强度。研究区域内,各向异性快波方向整体特征为东西向,延迟时间平均为1.3秒,形成各向异性的原因很可能是软流圈流动造成的橄榄岩晶格优势取向(LPO)。其中,在松潘-甘孜地体和羌塘地体内部,台站下横波分裂快波方向自西向东有大概40°的向南偏转,这可能是因为青藏高原上地幔软流圈向东流动受到四川盆地阻挡而转向;延迟时间平均为1.5秒,部分台站下延迟时间大于2秒。青藏高原东北缘地区,上地幔各向异性快波方向主要沿SEE向,延迟时间平均为1.2秒,且比较一致,各向异性对应于软流圈物质向东的逃逸。相反,柴达木地体的台站下各向异性快波方向不均一,且延迟时间普遍较小(不足1秒),反映了柴达木地体内复杂的构造情况。沿东昆仑断层,横波分裂快波方向平行于断层走向,并且断层附近的横波分裂延迟时间较大(2秒)。昆仑断层南北两侧羌塘地体、松潘-甘孜地体和柴达木地体内的横波分裂快波方向与延迟时间表现迥异,这可能说明东昆仑断层下切入上地幔。
第二部分反演了青藏高原东部和周边区域的上地幔顶层Pn波速度以及台站延迟。研究区域的平均Pn波速度是8.1km/s,略高于中国大陆的平均Pn波速度。低速区主要分布在羌塘地块的西部和松潘-甘孜地块,高温异常的上地幔很可能是导致这一低速区的原因。班公-怒江缝合带东端区域的Pn波速度达到8.35km/s,这一高速区可能与向北俯冲的印度板块有关。另一Pn波高速区分布在祁连山和昆仑山之间,主要由柴达木盆地和共和盆地及其周边地区,两个并不完全连续的高速异常区组成,它可能对应于特提斯洋闭合时北部增生的克拉通地体;在后来的欧亚板块与印度板块的碰撞中,这一地体有可能阻挡了青藏高原向北的生长。相对密集的台站提供了高分辨率的速度结构横向分布和地壳厚度变化。台站延迟显示藏高原北部和东部的地壳存在显著的减薄--松潘-甘孜地块东北缘的地壳厚度仅为约50公里,而羌塘地块东部唐古拉山地壳最厚,达到75公里,这可能是由于印度-欧亚板块碰撞引起的羌塘地块内部变形增厚所致。