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青藏高原中东部地壳和上地幔顶部P波速度层析成像

张戈铭  
【摘要】:青藏高原中东部区域是青藏高原的主体部分,从北到南依次分布着柴达木地块、巴颜喀拉地块、羌塘地块和拉萨地块。青藏高原中东部内分布着大量断层,地震频发,地壳大量物质从中部往东逃逸运移,是研究青藏高原形成与生长的重要区域,也是验证中下地壳低速区和高电导率区的重要区域。研究该区域地壳和上地幔顶部的速度结构和物性特征,可以了解地壳上地幔顶部的介质速度和热流分布,理解壳幔结构关系,推断青藏高原的物质迁移和形变机制,对于理解大陆碰撞机制和生长过程有着重要作用。本文基于大量的天然地震事件波形,采用自动拾取的策略提取P波(Pg和Pn)到时数据,对青藏高原中东部地区地壳和上地幔顶部P波三维速度结构进行层析成像,获取了该区域的地壳P波速度结构、Pn波速度结构和地壳厚度信息。反演结果显示青藏高原中东部区域地壳和上地幔顶部存在强烈的横向不均匀性,与地质块体分布有较好的对应关系。地壳P波速度范围约为5.2~7.2 km/s,Pn波速度范围约为7.7~8.4 km/s,地壳厚度范围约为48.0~68.6 km。地壳P波速度结构显示,该区域中下地壳存在较大范围的低速区域,上地壳与中下地壳P波分布存在明显的差异性:羌塘地块和巴颜喀拉地块在上地壳主要表现为高速异常,随着深度增加则逐渐表现为低速异常;而柴达木地块在上地壳主要表现为低速异常,在下地壳则表现为高速异常。柴达木地块和拉萨地块在上地幔顶部表现为较高的Pn波速度,最高约8.4 km/s,而巴颜喀拉地块和羌塘地块东部Pn波总体上表现为低速,最低约7.7 km/s。该区域地壳厚度表现出南厚北薄的特征,其中羌塘地块东部和拉萨地块地壳较厚,而柴达木地块和巴颜喀拉地块东部地壳相对较薄。羌塘地块西部存在局部的地壳变薄现象,反映出了印度板块北向俯冲作用下的岩石圈变形特征。


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