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青藏高原东北缘壳内低速层及Moho面性质研究

李翠芹  
【摘要】:青藏高原东北缘位于构造复杂的阿拉善块体、青藏块体、鄂尔多斯块体和扬子块体的交界处,长期受印度板块与欧亚板块碰撞挤压的影响,该地区地形变化、地质构造和地下结构都非常复杂,研究本区的地壳结构有十分重要的科学意义。以该区域为研究对象,本工作主要利用接收函数方法做了以下四部分内容: (1)Vp对接收函数H-k叠加方法的影响分析:从公式推导、不同模型数值试验和实际资料处理3方面,系统研究了P波速度Vp对接收函数H(地壳厚度)-k(波速比)叠加结果的影响。结果表明,Vp的变化与H正相关,与k负相关;且地壳模型越复杂,Vp的影响越大。特别是当Vp偏离超过5%时,所引起的地壳厚度H的变化会超过5km,k的变化也可能超过0.01,会造成结果的不可靠,甚至错误。 (2)壳内H-k叠加方法及应用:根据H-k叠加方法原理,利用不同模型数值试验,研究了H-k叠加方法在壳内速度间断面处的应用。试验表明:壳内间断面处,一次转换波和至少一个多次反射波能清晰识别时,通过调整各震相的权重因子,运用H-k叠加方法,能精确地找到壳内速度间断面。 (3)利用距离2013年岷县漳县地震最近的固定台站岷县台2008~2009年的远震资料,计算观测接收函数,确定了该地震震源区及邻近区的地壳厚度和波速比。结果表明:岷县台下方地壳速度结构的横向非均匀性较强,各方位接收函数差异较大,特别是震源区与临近区域存在明显差别。临近区域的中下地壳存在明显的低速层,而震源区中下地壳中存在明显的高速区;且震源区地壳平均波速比为1.76,上地壳的波速比仅为1.62。据此推断:震源区是坚硬的上地壳覆盖在较软的中下地壳之上,岷县漳县地震破裂有可能是中下地壳流的活动导致上地壳的破裂。 (4)利用青藏高原东北缘固定宽频带地震台站2007年至2011年期间的远震资料,计算观测接收函数。将H-k叠加方法应用于地壳内部间断面的探测,确定了研究区地壳分层特征,得到了壳内低速间断面分布的具体深度与分层波速比。结果表明,研究区内Moho面存在约20km的起伏;在深度8-18km处,普遍存在厚薄不一的低速层;研究区部分台站下方存在较明显的低速下地壳,其厚度由西向东逐渐变薄,该结果提供了研究区下地壳增厚的直接地震学证据;同时,研究结果也显示,在鄂尔多斯块体周围Moho面强度较弱,该现象可能由上地幔热物质上涌的底侵作用引起。


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