论文部分内容阅读
我国东北地区地处西北太平洋板块俯冲前缘，是深源地震、火山活动、大陆增生、沉积作用以及张裂盆地形成等地质作用比较活跃的地区。对该地区深部速度结构及各向异性的研究对理解板块俯冲行为、地幔物质能量交换及地球动力学过程等具有重要意义。 区域震中距三重震相经过了地幔间断面的不同深度，其相对到时、波形等携带了有关间断面的丰富信息，可以有效约束间断面附近速度变化和间断面起伏特征，是探测上地幔速度结构最直接、最有效的观测手段之一。我们利用区域三重震相波形拟合方法获得了东北及日本海西北部下方410km间断面附近P波速度结构特征。对中国地震台网记录到的一个中深源地震P波波形数据，进行了三重震相相对到时和波形拟合，发现在研究区域下方410km间断面深度变浅至402km;410km间断面之上存在一厚约47±12km，速度异常值达2％的低速层结构。该低速层可能代表了高密度硅酸盐熔体，俯冲板片带来的水是导致熔融的原因。 各向异性是地球介质的一个重要特性，地震波各向异性可以反映从微观晶体到宏观结构不同尺度的构造变形、地幔流动方向和应力状态等。本文从地震各向异性基本理论、成因入手，详细介绍了利用剪切波分裂方法探测上地幔各向异性过程中，剪切波表现出的横波分裂、能量偏离等特征，系统剖析了记录信噪比、滤波频率、窗口选取、台站方位偏差以及不同方法的选择等因素对剪切波分裂结果的影响。利用剪切波分裂方法对我国东北地区布设的56个流动地震台站SKS震相波形记录进行分析，获得该区上地幔各向异性参数。研究表明，受太平洋俯冲作用及拉张环境导致的岩石圈变形影响，大多数台站快波偏振方向为NW向，延迟时间较大。同时，部分台站受浅部断裂构造活动影响，表现出复杂各向异性特征，快波方向呈现北东向。 我们还以双层各向异性模型为出发点，通过理论推导和正演模拟分析，对复杂各向异性模型造成的剪切波分裂特征进行了深入探讨。并以西安地震台为例，利用SKS波形记录获得了台站下方双层各向异性结构模型。结果表明，台站下方浅部各向异性快波方向近EW方向，平行于华北块体和扬子块体的碰撞边界，与山脉走向和主要走滑断裂走向一致;深部各向异性层快轴方向与绝对板块运动方向一致，反映了秦岭造山带下方地幔流动产生的较强各向异性。 利用三重震相和剪切波分裂方法对我国东北地区地幔间断面速度结构及各向异性特征进行了系统性研究，研究结果对认识该地区地幔对流模式、板片与间断面的相互作用、地幔中水的含量以及熔体形成和分布等问题有重要意义。