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地震层析成像技术是上世纪八十年代发展起来的一种新的地球物理勘探方法。它是通过分析观测得到的地震波各种震相的动力学(例如,频率、相位、振幅、波形等)和运动学(例如,射线路径、走时等)资料,进而用不同的方法反演出大量射线覆盖的地下介质的速度、结构分布以及其弹性参数等地下信息的一种地球物理方法。其在研究区域非均匀质体分布、全球性分层结构以及地球动力学特征等方面有着极其重要的意义,是地球物理学和现代地震学研究的重要分支,并在地学界已经得到越来越广泛的重视和应用。近年来,地震层析成像技术在造山带深部结构、火山活动、孕震机制、地幔柱、洋中脊、地幔对流以及板块动力学等研究中,都取得了前所未有的成果。本文收集了的大量天然地震的数据,利用地震层析成像的方法对青藏高原东缘的壳幔结构进行了具体的科学研究。 为了研究青藏高原东缘南部强震的触发机制以及青藏高原东缘、扬子地台和秦岭-大别造山带三角碰撞体系的深部结构和动力学机理,本研究收集了大量高质量的P波和S波近震及远震的走时数据,利用走时层析成像的方法,获得了青藏高原东缘的高分辨率壳幔速度结构。从该研究区域强震触发机制方面看,尽管松潘-平武地震、汶川地震以及芦山地震均发生在高速、低泊松比异常区域,但地震震源的下方均有低速、高泊松比异常区域。我们认为,这些地震的触发与流体侵入和地壳形变密切相关。炉霍地震和康定地震发生在鲜水河断裂带上,其震源中心区域表现为低速、高泊松比异常,可以解释为下地壳中的流体沿断层面上涌。云南通海大地震发生在哀牢山-红河断裂带附近的曲江断裂上,其震源处于高速度、低泊松比异常与低速度、高泊松比异常之间,被认为是流体挤压后的应变能积累,最终导致脆性破裂而发生的地震。本研究认为研究区域强烈的地壳形变与地壳流体的侵入是造成该区域地震强活动性主要原因。 从青藏高原东缘壳幔速度结构上来看,文章结果显示,龙门山断裂带中上地壳表现了明显的分段性,在岷江断裂西部表现为低速异常,而在其东部表现为高速异常,并且沿着龙门山断裂带以及岷江断裂有一条高速与低速异常之间明显的分割线,将龙门山断裂带区域分成西龙门山断裂带区域和东龙门山断裂带区域。在龙门山区域的中下地壳我们发现了大量的低速异常,这种低速异常从青藏高原东缘南部经过松潘-甘孜地块,祁连大别山造山带,秦岭造山带直至阿拉善板块,这些低速异常物质被认为是是下地壳流。反演结果显示四川盆地下面的高速异常与扬子地台的高速异常是整体相连的,这种高速异常可延伸至地幔约450km的深度,并且通过层析成像结果,我们可以清晰观测到四川盆地和扬子地台区域下方高速异常的深度和分布形态。在鄂尔多斯和四川盆地两个古老而稳定的克拉通之间,我们观测到一条带状的低速异常,这个延伸至地幔约250km的低速异常可能代表了软流圈物质向东运移的通道。在腾冲火山下方显示了延伸至约400km近似矩形的高速异常俯冲到腾冲火山下方的低速异常区域。我们将这个高速异常体和低速异常区域分别解释为俯冲的印度板块和火山的岩浆源。本研究结果揭示了青藏高原与扬子地台之间深层耦合相关的构造非均质性、四川盆地与鄂尔多斯地块之间的关系以及腾冲火山的起源。本文给出的结果可以更好地理解青藏高原东缘板块相互作用,地壳形变以及腾冲火山的岩浆作用。