P波偏振约束的层圈各向异性成像与应用

S波分裂已广泛应用于上地幔各向异性和地幔物质形变等研究中，但由于受到可用震中距范围的限制，方位角覆盖局限性较大和深度分辨率较差。尽管已开展多层各向异性的S波分裂方法与应用研究，S波分裂结果用于层圈耦合或解耦尚属于大尺度探索。P波偏振异常极大依赖于其传播路径上最后一个周期内地层的各向异性方向和强度，为利用多频段P波偏振异常约束不同深度范围各向异性特征提供了重要基础。本项目拟借助P波偏振异常大范围震中距（10o-70o）和较为完全的反方位角覆盖优势，以多频段P波偏振的方位异常为约束，发展多层各向异性结构相邻算法反演成像技术，研制P波偏振约束的层圈各向异性成像软件。进而将该方法尝试性应用于中国大陆永久性地震台站下方壳幔各向异性结构重建中，并结合S波分裂分析成果，探讨其动力学意义。

地球内部不同层圈的形变场特征研究已成为大陆动力学研究的热点，进而诱发了层圈之间形变的耦合或非耦合性问题。地震各向异性已成为实现该目标的重要信息源。S波分裂结果用于层圈耦合状态研究尚属于大尺度探索。P波偏振异常极大依赖于其传播路径上最后一个周期内地层的各向异性方向和强度，利用P波偏振异常约束不同深度范围各向异性特征是对S波分裂分析方法的重要补充。在本项目资助下，项目组开展了P波偏振异常提取、模型分析和反演多层倾斜各向异性结构的方法研究和软件研制，并将该方法和软件尝试用于青藏高原东北缘的壳、幔结构和圈层各向异性研究中。.青藏高原东北缘处于青藏高原北东向扩展的前缘部位，其地质构造复杂，岩石圈形变样式丰富，是探索高原演化过程和大陆内部层圈构造变形的天然实验室。本项目收集了青海和甘肃地震台网2007-2009年的宽频地震波形资料，初步构建了研究区的地壳S波速度结构、岩石圈底界几何形态、地壳各向异性特征和基于P波偏振异常分析与SKS分裂分析的上地幔各向异性特征。基于本项目获得的深部结构和各向异性参数，结合研究区已有地质、地球物理研究成果，主要得到以下认识：（1）青藏高原东北缘的上地壳变形解耦于下地壳，地壳缩短主要是通过上地壳增厚的方式实现；（2）研究区下地壳存在较强的各向异性，其形变方式与和岩石圈地幔基本是耦合的；（3）昆仑断层是控制高原上地幔变形的重要转换带之一；（4）青藏高原东北缘地幔盖层尚处于初期伸展形变阶段。