中国大陆西部地壳上地幔各向异性与变形特征研究

The Western China (west of 110°E), including the Tibetan Plateau, is the major regions for occurrence of strong earthquakes in China, thus making it necessary to understand the seismogenic environment of strong earthquakes. Our present proposal will use ambient noise cross-correlation and two-station analysis of Rayleigh waves from the waveform data, which were recorded by the permanent and temporary broadband digital seismograph stations in and adjacent Western China during recent 20 years. By this, we intend to, first, measure the inter-station fundamental-mode Rayleigh-wave phase velocity dispersion, and then invert the isotropic and anisotropic phase velocity maps for periods T=10-120s. We will also focus on inverting the 3D S-wave velocity structure map by the Neighborhood Algorithm from the Rayleigh wave phase velocity dispersion data, and then joint analysis of S-wave splitting measurements to determine the anisotropy and deformation features of the crust and upper mantle beneath the Western China. Furthermore, we will analyze the relationship between seismicity and velocity structure to understand the tectonic background for large earthquakes. S-wave velocity structure, anisotropy and deformation features of the crust and upper mantle beneath the western China will provide some new insights for studying the regional geodynamics, investigating in detail the coupling relationship between the crust and upper mantle and the dynamic setting of strong earthquake occurrence.

包括青藏高原在内的中国大陆西部地区（110°E 以西）是中国大陆强震活动主体区域，有必要开展该区域强震深部孕震环境相关研究。本申请拟采用背景噪声互相关与传统面波双台法，利用最近20 年来西部地区及周边宽频带固定地震台站以及区内多个宽频带流动台阵所积累的丰富地震波形资料，获取双台间瑞利面波相速度频散数据，并反演获得不同周期（T=10-120s）的各向同性及方位各向异性的相速度分布。采用邻近算法反演面波相速度频散资料，进而获得研究区三维地壳上地幔横波速度结构图像。与利用横波分裂获得的各向异性结果进行对比，综合探讨中国大陆西部地区地壳上地幔各向异性与变形特征。通过研究地震活动空间分布与结构异常的关系，更好地认识区域大地震孕育和发生的结构背景。本研究所获得的地壳上地幔速度结构、各向异性与变形特征对于认识中国大陆西部区域地球动力学环境、壳幔耦合特征以及强震孕育环境具有重要意义。

本项目利用最近30年中国大陆西部周边区域固定台站与流动台阵宽频带远震波形、西部11个区域地震台网3年的连续波形数据、川西台阵和南北地震带科学台阵所有台站的连续波形资料，基于远震双台法和背景噪声互相关方法，分别获取了7351条10-200s周期和28251条3-40s周期范围的可靠双台路径Rayleigh面波相速度频散曲线，初步反演了研究区域5-120s周期的相速度和方位各向异性分布。利用接收函数方法，获得了川西台阵与南北地震带科学台阵1329个台站下方的可靠接收函数，由此获得了南北地震带Moho面深度分布，并初步界定了青藏高原东边界。上述工作为进一步获取中国大陆西部大区域尤其是南北地震带的高分辨率壳幔速度结构和壳幔构造变形特征奠定了基础。.同时，对项目执行期间发生在南北地震带中段川滇菱形块体、巴颜喀拉块体、四川盆地等不同构造单元内的一系列中、强地震序列的震源机制、发震构造几何结构特征及构造变形特征进行了较深入研究。利用tomoDD方法，获得了川东南长宁-珙县区域地壳浅部精细三维速度结构。这些研究结果在中、强地震震后趋势分析中发挥了重要作用。利用波形反演方法获得的多个中、强地震序列可靠的震源机制解与震源矩心深度也为分析研究区孕震层构造变形特征提供了可对比的资料，不同构造单元内的地震序列重新定位结果与川东南长宁-珙县区域地壳浅部精细三维速度结构为进一步研究地震活动分布与结构的关系提供了科学依据。本项目相关研究成果可作为进一步研究地震发震机理与孕震环境、构建区域地球动力学模型的基础资料。