選取黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古區(qū)域地震臺網(wǎng),以及NECESSArray流動臺陣記錄的223個遠震事件的波形資料,采用多道互相關(guān)方法得到了22569個P波相對走時數(shù)據(jù),并計算了相應(yīng)的走時靈敏度核,應(yīng)用有限頻率層析成像反演得到中國東北地區(qū)上地幔600 km以上的P波三維速度結(jié)構(gòu)模型,利用檢測板評估了反演結(jié)果的分辨率。結(jié)果表明,松遼盆地下方80～200 km的深度上呈主體的低速異常,與這一地區(qū)上地幔淺部的高地溫值和低密度的特征相互對應(yīng),可能暗示了部分熔融的地幔。南北重力梯度帶兩側(cè)的速度結(jié)構(gòu)明顯不同,這一差異可以延伸到200 km以下,表明在中國東北地區(qū)南北重力梯度帶有可能是一條上地幔內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化帶,或是深部結(jié)構(gòu)的分界線。長白山火山區(qū)下呈大范圍的低速異常,并可從上地幔淺部延伸到地幔轉(zhuǎn)換帶中,推測此低速異常可能反映了地幔轉(zhuǎn)換帶內(nèi)上涌的熱物質(zhì),上涌的原因則主要是受到太平洋板塊俯沖運動的作用。 

【文章來源】：地震. 2020,40(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：16 頁

【部分圖文】：

本文研究所用地震臺站的分布

此外, 因為遠震體波的射線路徑在地殼中近乎垂直, 很難有交叉射線, 這就使得淺層的速度結(jié)構(gòu)在反演中很難被約束, 所以為了減少地殼速度結(jié)構(gòu)對反演的上地幔速度結(jié)構(gòu)的影響, 我們還利用CRUST1.0模型對相對走時數(shù)據(jù)進行了地殼校正, 并在反演中對每個臺站加入一個額外的自由項(臺站校正項), 用來吸收淺層結(jié)構(gòu)中無法反演出的異常所引起的走時變化, 避免這些異常錯誤地進入到深部結(jié)構(gòu)。3 結(jié)果

通過開展地震層析成像, 獲取殼幔介質(zhì)的速度等物性參數(shù), 可為研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)與動力學過程提供重要的約束。 中國大陸速度結(jié)構(gòu)模型揭示太平洋板塊向西俯沖、 滯留在中國東北之下的地幔轉(zhuǎn)換帶中[5], 這種俯沖作用是東北地區(qū)構(gòu)造運動的主要動力來源, 并對上地幔的結(jié)構(gòu)有著重大影響。 地學家們對東北地區(qū)的殼幔結(jié)構(gòu)開展了大量的研究工作, 獲得的各種速度模型被用于解釋區(qū)域構(gòu)造特征和深部動力過程[6～9], 并重點研究了地幔轉(zhuǎn)換帶的復(fù)雜結(jié)構(gòu)[10～13]和板內(nèi)火山的起源[5, 14～18], 此外, 對深源地震的發(fā)震機制也有部分研究[3, 17, 19～20]。 但是, 有關(guān)東北地區(qū)深部結(jié)構(gòu)的研究仍有不足之處: 例如, 對南北重力梯度帶及其鄰區(qū)的上地幔結(jié)構(gòu)的研究還比較少; 松遼盆地上地幔結(jié)構(gòu)的分辨率還不是很高; 此外, 盡管目前對長白山火山深部結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)很多, 但是關(guān)于其起源的深度仍存在較大爭議, 長白山火山到底起源于俯沖板片之上還是起源于下地幔, 或者是否還存在其他可能的成因依然是討論的焦點[5, 15, 18]。隨著數(shù)字地震技術(shù)的快速發(fā)展, 中國東北地區(qū)固定和流動臺網(wǎng)觀測也迅速地發(fā)展起來, 中國地震局在這一區(qū)域建立了128個固定臺站, 國際合作項目“中國東北加密地震臺陣”(NECESSArray, NorthEast China Extended SeiSmic Array)在此布設(shè)127個流動臺站進行了為期兩年的觀測, 這為更好地實施地震學研究提供了強有力的數(shù)據(jù)支持。 目前在上地幔深部結(jié)構(gòu)的研究中, 遠震有限頻率層析成像是較為成熟的方法之一, 已經(jīng)被越來越廣泛的應(yīng)用[15, 21～23], 該方法對寬頻帶信息的利用更充分, 減輕了數(shù)據(jù)不均勻覆蓋的影響, 對異常的估計可能更充分[21]。 因此, 本文利用NECESSArray流動臺陣和區(qū)域固定臺網(wǎng)記錄的遠震事件波形資料, 開展了遠震P波有限頻率層析成像反演, 獲取了中國東北地區(qū)上地幔600 km深度之上的P波三維速度結(jié)構(gòu)模型。 基于此模型, 我們對南北重力梯度帶兩側(cè)的結(jié)構(gòu)差異、 松遼盆地上地幔的低速異常體, 以及長白山火山起源的深部結(jié)構(gòu)進行了探討, 獲得了一些新的認識。

【參考文獻】：
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本文編號：3280322