羌塘地块及周缘岩石圈流变性与地震各向异性综合研究

Qiangtang Block is in the middle of Tibetan Plateau, and it shows "poor Sn zone" and obviously large time-delay of slow SKS wave. Furthermore, both the Sn velocity structure and the strength of upper mantle anisotropy show obviously heterogeneous speciality in EW direction. The mechanism resulting in the above mentioned 'heterogenity' is not clear. New geophysical images could be obtained by combining lithospheric rheology and seismic anisotropy, which could improve the understanding of the reason causing 'heterogenity'. Lithospheric rheology can reveal thermal state and mechanics mechanism in the inner Earth. However, it can not restrict the directions of stress field in the crust and mantle flow, which could be shown by seismic anisotropy. In addition, seismic anisotropy plays a key role on understanding the coupling relation between the mantle and crustal materials in the vertical direction.In the proposal, we intend to obtain lithospheric rheology in Qiangtang and its adjacent area (76-102?E，30-36?N) with the methods of yield stress envelope and seismic rheology. Then, inverse the seismic anistropy in the crust and mantle respectively by using SAM and SC techniques with new seismic data. The spatial images of lithospheric rheology and seismic anisotropy will be obtained. Together with other geo-scientific results,the possible reason resulting in the heterogenity beneath Qiangtang Block will be studied.

羌塘地块位于青藏高原腹地，其中部具有显著异常的地震学现象(Sn不发育、SKS分裂时差偏大)，而且Sn速度结构与上地幔各向异性强度存在明显的东西向差异，揭示该区介质性质具有显著的横向非均匀性。形成该区横向介质差异的深部动力学机制，目前并不清晰。岩石圈流变性与地震各向异性的综合，将有助于理解这一科学问题。岩石圈流变性主要揭示地球内部热状态与力学机制的纵向分层、横向分块的特性，但对地壳介质受力方向与地幔物质运移方向缺少约束。地震各向异性能提供相关信息，获取地壳应力方向与上地幔介质流动方向，并体现地球内部介质的垂向形变耦合关系。本项目计划：采用屈服应力包络线与岩石圈(地震)流变新方法获取羌塘地块及周缘(76-102?E，30-36?N)岩石圈流变结构；依据新数据获取壳幔介质各向异性分布图像；综合岩石圈流变与壳幔介质各向异性结构，及其它地学结果，探讨羌塘地块介质横向非均匀性的深部成因。

紧密围绕立项目标，采用壳幔介质各向异性与岩石圈流变方法，针对羌塘块体周缘壳幔介质动力学特征开展研究。近四年，主要获取以下认识：.1) 藏东动力学机制的多样性；. 基于地表热流与P波速度结构资料，构造位于藏东的热—流变结构剖面。综合该区莫霍面与岩石圈底界面几何形态、Pn速度结构、及岩浆分布，提出藏东增厚的岩石圈地幔根的折沉是藏东生长的可能机制(Chen et al., Tectonophysics, 2014)。. 另外，采用共享地震波形数据，基于Pms时差方法开展藏东全地壳各向异性的研究工作，揭示藏东呈现多种地壳形变模式：松潘—甘孜地块沿边界断裂带有整体运移的模式，鲜水河—小江断裂带下方的中下地壳具有流动可能，龙门山断裂带的隆升源于地壳缩短(Kong et al., EPSL, 2016)。.2) 藏东龙门山断裂带南段2013Mw6.6芦山余震触发机制；. 基于中国地震局固定台站与强震震后流动台阵数据，我们对龙门山断裂带Mw6.6芦山地震的余震重新识别，获取六倍于原始地震目录的事件，揭示余震随时空演化演化的图像，指出震后滑移是余震外延的可能机制(Wu et al., JGR, 2017)。.3) 藏西存在地壳流机制；. 依据TW-80测线流动台阵资料，计算并获取藏西上地幔复杂地震各向异性图像，揭示该区为双层各向异性介质，指出上层各向异性源于NE走向的地壳流，底层各向异性源于印度板片北向俯冲产生的欧亚大陆软流圈地幔物质的形变响应(Wu et al., EPSL, 2015)。.4) 藏东北缘地壳介质各向异性主要受到区域构造应力与活动断裂带双重约束；. 基于青海省数字地震台网共7年的数据，获取研究区域内直达剪切波分裂参数，指出地处多个块体交汇部位的西宁地区及其周缘，地壳各向异性呈现两个优势偏振方位，表明该区域中上地壳应力环境由区域主压应力场和活动断层共同约束，较为复杂；玉树地震序列的地壳各向异性优势方位与区域主压应力场一致(钱旗伟等，地球物理学报，2017)。. 然而，由于羌塘块体内部固定地震台站过于稀疏，我们对块体东西向差异及其动力学机制的讨论还不够详尽，未来将继续推进相关工作。