华南块体壳幔各向异性速度结构波形模拟方法及应用研究

The South China Block (SCB) has gone through multiple compound and complicated tectonic events after its formation. This renders the SCB an ideal natural laboratory for studying the reactivations of continental plate. The heterogeneous component, fabric and structures of the crust and mantle recorded the interplay between the SCB and the surrounding blocks. The anisotropic structures of crust and mantle are therefore key clues to improving our understanding of the SCB evolution. Previous studies on the crust and mantle anisotropy of the SCB, however, either have poor vertical or horizontal resolution. Aiming at improving spatial resolution of the anisotropic structures, we propose to develop a new 3D method for modeling wave propagation in the anisotropic crust and upper mantle. Applying new method to modeling the waveform data from the updated seismic arrays in the SCB, the crust and mantle anisotropic-structures could be imaged with finer resolution. The results would be crucial for understanding the processes of the SCB reactivations during the Mesozoic to Cenozoic.

华南板块自形成以来特别是自中生代以来陆续遭受周缘和深部构造作用，是研究"大陆再造"的理想天然实验室，也是中国地球科学领域的热点问题之一。华南板块与周边板块及深部地幔活动的相互作用造成了华南块体壳幔组成、结构的非均匀性演变，壳幔各向异性速度结构是深入理解其构造演化的关键。已开展的华南板块壳幔各向异性特征研究包括面波成像和横波分裂观测方法等研究，分别存在深度或横向分辨率不足的问题。本项目拟发展适用于三维壳幔各向异性介质的理论地震图计算方法，提高应用密集地震台阵数据观测壳幔各向异性速度结构的分辨率；整理最新的宽频带地震数据开展波形模拟研究，获得华南板块壳幔精细各向异性速度结构图像，为探讨华南板块中、新生代演化动力学过程研究提供可信证据。

华南块体壳幔各向异性速度结构是认识华南块体演化的关键深部结构证据。本项目发展了适用于带地形起伏壳幔各向异性介质的二维及三维波形模拟方法，显著提高壳幔速度结构成像分辨率和计算效率；将逆时偏移深部构造成像方法应用于壳幔速度结构天然地震探测研究，并初步完成了逆时偏移深部构造成像算法和有效性测试；针对华南块体区域的地震台站开展横波分裂观测的频率谱分析,首次探讨了大陆岩石圈地幔带方向性衰减的各向异性特征；应用跨维度反演方法分析华北华南边界面波频散曲线和接收函数数据，获得更为可信的地区壳幔速度结构。所发展的三种方法都是地震深部结构成像方法学的前沿，能显著提高壳幔速度结构成像的分辨率或计算效率，能应用于华南及其他构造区域地震学观测数据，获得更高分辨率深部结构图像。