青藏高原东北缘地壳上地幔速度结构的地震层析成像研究

【摘要】：本文回顾了地球物理反演和层析成像的发展历史,阐述了地球物理反演和层析成像的国内外研究现状。 本文的研究区域是32°-40°N,100°-108°E。在中国地质构造图上,这个地区属青藏块体东北缘和鄂尔多斯地块西南缘。这里断裂丛生,构造活动强烈,地震发生频繁。 本文利用人工地震测深和天然地震资料反演得到莫霍面深度的数据给出了研究区内莫霍面的等值线图。研究区内的地壳厚度总的趋势是西南厚,东北薄。地表的断裂和莫霍面形态有很多地方吻合的相当好,说明本区的许多断裂是超壳断裂,只是在莫霍面上呈现出断距和产状的差异。 本文使用了甘肃、青海、宁夏、陕西和四川台网的130个台站记录到的从1980年到2002年的3229个区域地震(Ms≥1.5)和168个远震资料。从55024个区域地震震相中挑选出了51210个最大走时残差为3.0s的震相,选取了2651个远震震相。利用赵大鹏博士提供的计算程序进行反演。根据资料的分布情况,并经过多次检测板试验,认为在水平方向上以0.5°×0.5°等间隔划分网格;深度方向,从地表到80km深度,划分了1、10、30、50、65和80km共6层,能够得到较好的反演结果。 层析成像结果显示:1)青藏高原东北缘地区下地壳存在大范围的P波速度低速异常,上地幔顶部多数地区平均P波速度为8.05km/s左右,接近于大陆下方全球的P_n波平均速度8.1km/s,使得莫霍间断面比较清晰,莫霍面反射波能量较强。2)本研究区内发生大震的震中大多位于10km深度图中的低速区、30km深度图中的高速区附近和50km深度图中的低速区附近,表明这些地区有条件形成地震活动带的孕震区。3)青藏高原东北缘地区的主要断裂带均是逆冲兼走滑断裂,它们多数位于速度正负异常的过渡区上,且很可能是超壳断裂。4)从张掖经海原、平凉再向南拐的弧形地带可能就是青藏高原的边缘地带;且预示着阿拉善地块有地台活化的迹象。5)从层析成像结果中切出的二维速度扰动剖面与人工地震测深剖面对比得到较好的吻合。