西藏南部-中喜马拉雅山脉中上地壳结构及各向异性特征研究

Based on the geologic observations and numerical modelling, the middle crust ductile extrusion model was proposed to explain evolution of the Himalayan orogen. This model provides selfconsistent explainations for many observed surface geological features. However, at present, it still lacks solid geophysical evidences to support. We still no direct evidences to constrain whether the ductile middle crust exists or not; if so, how this layer extends in space and deformed. In this proposal, we focus on imaging the middle crustal shear wave velocity and radial anisotropy structures beneath the southern Tibet and cental Himalaya by using the ambient noise tomograpy technique. Based on observed results, the evolution of Himalayan orogen will be discussed. And the obtained results will provide new seismic evidences to support study of evolution of the Himalayan orogen.

关于喜马拉雅山脉的演化机制，地球科学家们根据地质学与计算机数值模拟研究结果提出了中地壳韧性挤出模型。该模型较好地解释了在喜马拉雅山脉及西藏南部地区观测到的许多有趣地质现象。但是到目前为止，该模型还缺乏可靠的地球物理证据支持，对于西藏南部-中喜马拉雅山脉中地壳是否存在韧性软流层，如果存在该软流层其空间分布状态和变形特征是什么样等基础问题还缺乏足够证据来约束。本项申请将采用地震背景噪音成像技术对西藏南部-中喜马拉雅中地壳结构及变形特征展开研究，结合前人的成果对喜马拉雅山脉的演化进行探讨。本项研究获得的结果将为喜马拉雅山脉的演化机制研究提供新的高分辨的地震学证据支持。

地震背景噪声成像技术为近些年才发展起来的新兴面波成像方法。地震背景噪声成像方法把对地震数据的应用提高到了一个新的高度，可以在没有地震发生的情况下，仅仅使用两个地震台站的背景噪声数据开展台站对下方地壳结构。研究中，我们首先研发了一套地震背景噪声数据处理软件系统。之后使用地震背景噪声数据处理软件系统处理了中天山，日本列岛的连续地震背景噪声数据，并反演了研究区域下方的高分辨率地壳速度模型。研究获得结果显示，对于上地壳深度结构，低速异常区域主要对应沉积盆地或活动断层，火山比较发育的地区，而高速异常主要对应山脉；对于中下地壳深度结构，高速异常可能反映了俯冲的岩石圈，而低速异常可能与地幔上涌或热物质向地壳的侵入有关。通过分析获得三维剪切波速度模型，结合其它学科获得研究结果，我们对中天山的构造演化，日本列岛的地壳结构，大地震与剪切波速度异常之间的空间分布的关系及这种空间分布关系对发震机制的研究所具有的作用价值进行了综合性探讨。除了开展地震背景噪声成像，我们还研究了天山南部-帕米尔交界一次Ms6.7级地震的震源机制。