基于噪声成像的青藏高原东北缘的三维速度结构和径向各向异性分析

【摘要】：本文收集了由中国地震局新升级的区域数字地震台网、青藏高原东北缘的ASeismic Collaborative Experiment of Northern Tibet （ASCENT）和northeasternTibet Seismic （NETS）实验布置的共223个宽频带地震台记录的2008年5月至2010年7月的三分量的连续地震噪声数据，利用背景噪声面波成像方法获得了青藏高原东北缘的地壳上地幔顶部的三维S波速度结构和径向各向异性特征。 首先通过采用Occam反演方法获得了研究区域不同周期的面波相速度和群速度分布特征。层析成像结果表明：周期小于25s时，拥有较厚沉积层的柴达木盆地表现为明显的低速特征，而非盆地区域表现较高的速度特征。周期大于30s时，松潘甘孜地体和羌塘地体的中下地壳表现为明显的低速，柴达木盆地则表现为高速。而西北祁连造山带在周期大于36s时表现为较弱的低速，这一现象在祁连造山带的东南段并没有观测到。根据获得的Rayleigh波和Love波的群速度和相速度频散结果我们得到了研究区域的地壳和上地幔顶部的SH波和SV波的速度结构。结果表明：具有较厚沉积盖层的柴达木盆地在上地壳表现为低速。在中地壳，羌塘地体和松潘甘孜地体表现出明显的低速；相对于周围构造块体来讲，具有较深莫霍的西北祁连造山带的中地壳也存在相对弱的低速区，该低速区可能与祁连造山带经历了加里东造山运动致使其地壳增厚，从而为适应华北克拉通与青藏高原之间的地壳缩短所呈现的一种地壳响应相关联。基于获得的SH波和SV波的速度结构，我们分析了研究区域的径向各向异性分布特征（2(Vsh-Vsv)/(Vsh+Vsv)*100%）。（1）在上地壳，研究区域整体表现为负的径向各向异性（Vsv Vsh），可能是由于浅层的隆起、折叠和侵蚀动力学过程引起矿物微裂隙近垂直向排列；（2）在中地壳，松潘甘孜地体和西北祁连造山带表现为明显的正的径向各向异性特征（Vsh Vsv）。而且，此各向异性特征正好对应的是S波的低速区；（3）在地下深度大于40km，松潘甘孜地体仍就表现为正的径向各向异性，可能是由于印度和欧亚板块的碰撞使得深部地壳的各向异性矿物近水平的排列。然而西北祁连造山带则表现为负的径向各向异性特征，这可能与加里东造山时期的地壳增厚引起的矿物优先垂直排列有关。