【摘要】：中國是世界上新生代構(gòu)造活動最為劇烈的地區(qū),構(gòu)造極其復(fù)雜。印度板塊與歐亞板塊的碰撞產(chǎn)生了世界上最為壯麗的青藏高原及最為年輕最為活躍的天山造山帶。北西向俯沖的太平樣板塊和菲律賓板塊對中國東部深度的動力學(xué)演化起著重要作用。本研究擬利用Pn波研究天山造山帶與中國地區(qū)上地幔頂部的速度和各向異性結(jié)構(gòu),以深入理解這些地區(qū)的深部構(gòu)造和動力學(xué)過程。首先,本文利用從天山地區(qū)布設(shè)的流動地震臺站記錄到的波形資料提取出的Pn波到時資料,結(jié)合新疆地震臺網(wǎng)觀測報告和EHB觀測報告中的Pn波走時數(shù)據(jù),對天山造山帶及周邊地區(qū)上地幔頂部速度和各向異性結(jié)構(gòu)及臺站延遲進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,研究區(qū)上地幔頂部存在明顯橫向不均勻性。構(gòu)造穩(wěn)定地區(qū),如哈薩克地臺、準(zhǔn)葛爾盆地、塔里木盆地、塔吉克凹陷和柴達(dá)木盆地地區(qū)呈現(xiàn)明顯高波速異常；構(gòu)造活動相對強(qiáng)烈的地區(qū),如天山造山帶和西昆侖山地區(qū),其上地幔頂部呈明顯低波速異常。多數(shù)強(qiáng)震(Ms7.0)主要分布在Pn低波速異常區(qū)以及低速異常向高速異常過渡帶,表明強(qiáng)震的孕育與上地幔結(jié)構(gòu)可能存在一定的相關(guān)性。天山山脈上地幔頂部各向異性快波方向整體上與山脈走向平行,而哈薩克地臺、塔里木盆地、準(zhǔn)葛爾盆地與天山結(jié)合部位各向異性快波方向與山脈走向近似垂直,可能與它們的巖石圈物質(zhì)分別向天山山脈下方的俯沖有關(guān)。帕米爾地區(qū)上地幔頂部各向異性快波方向呈現(xiàn)北向凸出的弧形特征,可能與印度板塊的北向運動相關(guān)。塔里木盆地北緣和哈薩克地臺與準(zhǔn)葛爾盆地的南緣Pn各向異性快波速方向與天山造山帶的走向相垂直。結(jié)合前人的研究,認(rèn)為塔里木盆地和哈薩克地臺可能已經(jīng)俯沖到天山造山帶下方并引起地幔熱物質(zhì)的上涌,這可能和印度板塊與歐亞板塊碰撞有著密切聯(lián)系。本研究將天山造山帶研究區(qū)擴(kuò)展至整個中國地區(qū),對中國地區(qū)的上地幔頂部速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步研究。利用2009-2013年中國數(shù)字測震臺網(wǎng)固定臺站和2003-2010布設(shè)在青藏高原的流動觀測臺站及1997-2001和2006-2011布設(shè)在天山造山帶的流動臺站所記錄到的高質(zhì)量波形數(shù)據(jù),從這些波形資料中人工拾取了74,249個Pn波到時數(shù)據(jù),采用Pn波層析成像技術(shù)獲得了中國及鄰區(qū)下方上地幔頂部1.5°×1.5°分辨率的速度和2°×2°分辨率的各向異性結(jié)果。研究結(jié)果顯示,反演獲得的上地幔速度結(jié)構(gòu)和地表地質(zhì)構(gòu)造特征存在一定聯(lián)系。Pn波高速異常區(qū)主要分布在青藏高原南部地區(qū)和穩(wěn)定的盆地地區(qū),如塔里木盆地、準(zhǔn)葛爾盆地、吐魯番-哈密盆地、柴達(dá)木盆地、鄂爾多斯盆地和四川盆地,且高速異常較好地刻畫了相應(yīng)塊體的構(gòu)造；而在構(gòu)造活動較為劇烈的地區(qū)呈現(xiàn)較明顯的Pn波低速異常,如帕米爾、天山造山帶、青藏高原北部地區(qū)和祁連褶皺帶地區(qū)。中國東部地區(qū)存在大量的火山巖分布,其上地幔頂部Pn波速度表現(xiàn)為明顯低速異常。各向異性結(jié)果在構(gòu)造活躍地區(qū)較強(qiáng),而在構(gòu)造穩(wěn)定的地區(qū)較弱。青藏高原北部地區(qū)上地幔明顯的Pn低波速異常可能和印度板塊向北俯沖導(dǎo)致地幔熱物質(zhì)上涌有關(guān)。青藏高原東緣沿主要斷層分布了兩條南北向Pn波低速帶,在27°N以北低速帶內(nèi)各向異性快速方向與低速帶的走向一致,可以推測該區(qū)域的主要斷層可能為青藏高原地幔物質(zhì)流動的通道。在青藏高原東緣27°N以南地區(qū)Pn各向異性快速方向轉(zhuǎn)變?yōu)榻鼥|西向和北西西向,可能反映了該地區(qū)可能受到純剪切形變的作用。然而,印度板塊在緬甸弧地區(qū)北東東向的俯沖導(dǎo)致的軟流圈流動形成的地幔各向異性,也可能是27°N地區(qū)各向異性快速方向發(fā)生改變的原因。中國東部從南到北Pn波速度存在很大差別。華北地區(qū)速度明顯低于華南地區(qū),說明華北克拉通破壞明顯于華南克拉通。郯廬斷裂帶下方存在明顯低波速異常,與太平洋板塊西向俯沖密切相關(guān),而秦嶺-大別造山帶下方的低波速異�？赡芘c華北華南塊體間相互作用密切相關(guān)。
【圖文】：

化波通常被定義為在震中距大約２００－１５００邋ｋｍ范圍內(nèi)出現(xiàn)的初至Ｐ波。該逡逑波由地殼內(nèi)`嵩闖齜�，，蠟葱至ＭｅP瑁錈嫦路講⒀刈派系羋ゲ看梢歡ň嗬牒笊襄義閑兄戀乇肀惶ㄕ舅郵眨ㄍ跡保保�。由又O碌乜嗆蛻系羋俁卻嬖誚洗蟛鉅燁疑系劐義下興俁忍荻冉閑。校畈ㄔ諫系豝3中的傳播被限制在較小深度范圍內(nèi)，因此它逡逑１逡逑

究世界不同地區(qū)的上地慢頂部的速度結(jié)構(gòu)（圖１．２）。Ｍｅｌｅ邋ｅｔ邋ａｌ．邋（１９９８巧日Ｈｅａｒｎ逡逑（１９９９）對歐洲地區(qū)下方上地慢速度橫向變化和各向異性特征進(jìn)行了研究，認(rèn)為地逡逑中海北部碰撞弧地區(qū)與島弧平行的上地慢頂部各向異性可能是由跨越島弧的擠逡逑壓引起的拉張作用導(dǎo)致，而弧后地區(qū)的的各向異性可能受俯沖和弧后擴(kuò)張作用控逡逑制。ＬＵ邋ｅｔ邋ａｌ．邋（２０１２）研究了伊朗地區(qū)上地慢頂部速度結(jié)構(gòu)，獲得８．０邋ｋｍ／ｓ的上地逡逑慢平均速度，并支持阿拉伯板塊俯沖進(jìn)入伊朗高原下方引起熱物質(zhì)上涌的論點。逡逑Ｐｅｉ邋ｅｔ邋ａｌ．邋（２００７）分別利用化和Ｓｎ波對從阿爾卑斯到喜馬拉雅大陸碰撞帶地區(qū)上逡逑地慢速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在高海拔的山脈地區(qū)上地慢頂部速度較低而低海逡逑拔的海洋，盆地和平原地區(qū)上地幌頂部速度較高。Ｂｕｅｈｌｅｒ邋ａｎｄ邋ｓｈｅａｒｅｒ．邋（２０１０）利用逡逑美國臺陣高質(zhì)量Ｐｎ波到時數(shù)據(jù)對美國西部地區(qū)上地慢速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行反演獲得與逡逑Ｈｅａｒｎ邋（１９９巧類似的速度異常分布和較低的上地慢頂部平均速度（７．９３邋ｋｍ／ｓ）。逡逑７０邐孤邐９０邐１００邐１１０邐１２０逡逑Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ邋（ｄｅｇ）逡逑圖１．４中國大陸Ｐｎ波速度及各向異性結(jié)果（Ｌｉａｎｇ巧ａｌ．，２００４）逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地殼應(yīng)力研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P315.2

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本文編號：2574403