利用近震体波Q值层析成像研究青藏高原东北部中上地壳热结构

Crustal strength of Tibetan plateau is controlled by thermal structure and compositions, which also constrain the internal deformation in the crust. Brittle-ductile transition of upper-middle crust materials is controlled by geothermal gradients. Partial melts and magmatism in upper-middle crust is related with the thermal activities like radioactive heat generation, asthenospheric upwelling and hydrous minerals. The thermal structures of different tectonic regions could be distinguished by crustal thermal structure imaging, but the heat flow measurements are sparse in northeastern Tibet, which directly reflect the thermal status of the curst. It is necessary to conduct three dimensional Q tomography to collect thermal information in an alternative way. Quality factor Q is the measurements of seismic wave intrinsic attenuation, which is sensitive to the temperature and pressure status of the media and supply the information about the crustal temperature heterogeneities and distribution of partial melts. Based on the resolution test from the seismic stations and earthquakes distribution in northeastern Tibet, there are both good horizontal and vertical resolutions in upper-middle crust (≤35km) with the proposed local earthquakes Q tomography. Local earthquake Q tomography is proposed to image the three dimensional Q structure for upper-middle crust, with comparison with velocity models, to determine the thermal structure and distribution of partial melts. The results will show more information to explain the tectonic differences among different regions and the mechanism for the basin-range tectonics over northeastern Tibet.

青藏高原的地壳热结构和物质组成决定了地壳强度，并制约着地壳内部变形状态。地壳介质的脆延性转化深度受地热梯度控制；中上地壳部分熔融和岩浆活动与增厚地壳放射性升温、软流圈上涌等温度异常及含水矿物相关，研究这些现象需要了解地壳热结构。通过对热结构的研究可以厘清不同区域壳内热状态，但是直接反映壳内热状态的地表热流测量在青藏高原东北部分布稀疏，而三维Q值结构层析成像可以用来研究壳内热结构。Q值反映地震波传播过程中的本征衰减，对地震波传播区域内介质的温压状态非常敏感，能够反映壳内温度不均匀性及部分熔融分布特征。针对青藏高原东北部宽频带地震台站记录的近震地震波形进行Q值结构分辨率测试，表明近震射线对中上地壳(≤35km)结构的水平及垂向具有较高分辨率。本研究拟进行三维Q值结构反演，并对比速度结构，确定藏北中上地壳热状态及部分熔融分布范围，为解释藏北不同区域的构造差异和盆山构造形成机制提供更多约束。

新生代以来青藏高原内部最引人注目的构造特征是分布于藏南和藏北的近南北走向裂谷和分布于青藏高原中部的共轭剪切带，这两种活动构造都表明青藏高原内部处于伸展状态。地质研究表明这些伸展构造都自中新世开始发育。印度和欧亚大陆之间保持持续的汇聚，而同时又经历着这样的内部伸展变形，这两者在深部结构上是如何协调的，需要深部结构信息。而高原内部的地壳物性结构和物质组成决定了地壳强度，并制约着地壳内部变形状态。通过对地壳物性结构的研究可以厘清不同区域壳内热状态，但是直接反映壳内热状态的地表热流测量在青藏高原中部几乎没有，而三维速度和Q值结构层析成像可以用来研究壳内物性结构。Q值反映地震波传播过程中的本征衰减，对地震波传播区域内介质的温压状态非常敏感，能够反映壳内温度不均匀性及部分熔融分布特征。利用在青藏高原中北部跨班公湖-怒江缝合带两侧开展的宽频带流动地震观测及固定台站的宽频带波形数据，针对青藏高原中北部的南北向裂谷及共轭剪切带分布区开展速度结构成像和Q值结构成像，并将速度结构和Q值结构对比分析发现，青藏高原中北部中上地壳沿班公湖-怒江缝合带主要表现为中上地壳的低速带，同时Q值结构存在显著的横向不均匀性，这表明在共轭剪切带确实作为一个过渡带吸收了藏南和藏北不均匀的东西向伸展，发生了比较均匀的变形，同时这个构造带的介质成分存在比较大的差异，可能是来自中特提斯洋关闭过程中不同的微陆块拼贴和蛇绿岩就位过程。这个结果表明，整个青藏高原的形成过程是一个复杂的块体拼合过程，青藏高原的岩石圈固有性质差异，控制了现今的构造变形过程。