青藏高原东北缘岩石圈结构的联合反演：对陆-陆碰撞远程效应的制约

This project will use the joint inversion of receive function and surface wave to get the lithospheric structure in Northeastern Tibet, which will provide the constraint on the far-fields effects induced by Indo-Eurasian collision. In this region, the distribution of low velocity zone, the lithospheric deformation of Qaidam, the couple condition between Tibet and North China Craton, are still in hot debate. The study of the velocity structure in this region could be helpful to understand the deep geodynamic process among these tectonic units. The method based on the joint inversion of receive function and surface wave is an important approach to get the crustal and upper mantle structure. During this inversion, if giving the proper P-wave velocity, the results could be more reliable. With the help of the implement of active seismic and the dense array of passive seismic investigations, the data coverage improves greatly. In this study, we will apply the method constraint of the P-wave velocity, P-wave receive function and surface wave to get the reliable S-wave velocity. And then we will compare this with the results from active seismic, passive seismic investigation and electrical resistivity from magnetotelluric sounding, to figure out the physical differences among tectonic units. The results will provide more information on the deformation of lithosphere, the growth mechanism in Northeastern Tibet, the far-fields effects induced by Indo-Eurasian collision.

本项目拟通过P波速度结构约束接收函数与面波联合反演，研究青藏高原东北缘的岩石圈结构，为陆陆碰撞的远程效应提供制约。青藏高原东北缘的低速层的分布、柴达木的岩石圈变形、青藏高原与华北的接触关系等问题一直存在争论，对地壳和上地幔速度结构研究有助于了解研究区域各个构造单元的深部动力学过程。基于接收函数和面波频散的联合反演已经成为地壳上地幔速度结构研究的重要途径。而在反演过程中，如果给予更加准确的P波速度结构信息，将有助于获得更可靠的S波速度结构。由于人工源地震的大力实施和天然源地震台站的密集布设，该地区数据覆盖明显提高。首先本研究拟通过P波速度结构约束下的接收函数和面波频散联合反演方法，获得高精度的岩石圈速度模型，进而和前人的人工源地震、天然源地震以及大地电测测深等结果对比，确定在不同构造区域之间的介质参数差异。研究成果将为理解青藏高原东北缘的壳幔变形特征和侧向生长，陆陆碰撞远程效应提供更多信息。

青藏高原东北缘位于青藏高原的边界部位，地震活动强烈。该地区正处于地表抬升和变形阶段，因此该区域是构建岩石圈形变过程和研究陆-陆碰撞远程效应的天然实验室。研究其地壳和上地幔结构有助于了解东北缘及邻区各个构造单元的深部动力学过程，从而为青藏高原的隆升以及侧向生长、陆-陆碰撞的远程效应提供约束。.青藏高原东北缘有大量的人工源地震测深剖面及天然源地震台站，本项目基于课题组布设的以及公开的人工源和天然源地震数据，通过P波速度结构约束接收函数，并与面波频散联合反演，研究青藏高原东北缘的岩石圈结构。由于在反演过程中，给予了更加准确的P波速度结构信息，本研究获得的S波速度结构更可靠，并同时得到了Vp/Vs结构。在得到青藏高原东北缘岩石圈结构之后，我们对比了青藏高原与东部秦岭大别造山带、西部塔里木以及中国东部的块体差异性。.本研究根据联合反演的岩石圈结构，探讨了涉及青藏高原东北缘及其周缘的几个关键地质问题。具体而言：1）研究发现青藏高原东北缘低速层在各个块体具有不同的强度，高Vp/Vs与低速层相对应，断裂带附近出现莫霍面跳变和速度变化，地壳与地幔顶部异常呈明显的正相关性等。研究进而提出青藏高原东北缘存在一种持续挤压下的岩石圈尺度的耦合变形；2）华北向青藏高原南向俯冲的迹象并不明显，还需要更精细的研究工作进行验证；3）青藏高原及其周缘各个块体具有不同的岩石圈强度，认为正是岩石圈强度的不同控制着不同构造单元的变形强弱。