南极大陆地壳横向变化与各向异性研究

本项目将利用南极大陆长城站地震观测台站、GSN台站及TAMSEIS项目流动台站等宝贵资料，对南极大陆地壳横向变化及各向异性进行较为全面的研究。本项目研究主要分两方面：其一利用基于各向同性介质模型的传统接收函数方法，获取南极大陆地震观测台站下方地壳结构，尤其是少有研究的东南极大陆边缘地震台站下方的地壳结构，通过对比不同台站下方地壳结构研究结果，研究南极大陆地壳横向变化规律；其二通过提取不同方位角的径-切向接收函数、分析接收函数方为变化的规律，研究台站下方地壳是否存在各向异性，对具有明显各向异性特征的台站进行各向异性参数反演，其中模型采用能够更加真实的近似地球介质属性的各向异性模型- - 具有任意方向对称轴的横向各向同性介质模型。本项目拟通过对南极大陆地壳横向变化及各向异性等的研究，为进一步探讨南极大陆板块构造、壳幔相互关系、地壳流及地幔柱是否存在等问题提供可靠的证据。

本项目针对南极大陆地壳横向变化与各向异性研究，调研了国内外相关的研究进展与成果；收集了该地区可用的地震资料；完善优化了接收函数各项同性介质及各向异性介质中理论接收函数的计算、实际接收函数提取及模拟退火算法反演等过程，以及剪切波分裂程序的编写；获得了南极大陆地壳横向变化的一些结果及各向异性特征。. 南极大陆由横贯南极山脉为界分为西南极地块和东南极地块。西南极地块形成大部分台站下方地壳厚度在25 -30km；而东南极地块为一古老克拉通地盾，Moho起伏比较平滑，地块沿海边缘较浅在35-40km，进入内陆地壳厚度明显增厚，所研究台站下方地壳厚度为40-45km。地壳内部地震波速比在西南极地区和东南极地区并没有明显的差异，平均波速比为1.75。. 根据各向异性介质中理论接收函数方位变化的特征及变化规律我们对南极大陆接收函数方位变化进行了定性判断，南极地区接收函数切向能量较小，各向异性特征较不明显，可能反应了南极大陆地壳各向异性强度普遍较低。南极长城站剪切波分裂研究表明地壳各向异性引起的快慢波时间延迟小于0.1s，也证明了地壳各向异性强度较低，引起的接收函数方位变化很不明显。. 此外，利用南极长城站两年连续地震数据的分析，确认了约300多个地震事件、70多个远震事件，并利用单台偏振分析方法对其中的150多个近震事件进行了地震定位并进一步研究了南极站周边地震活动性与板块构造。. 南极大陆现状及历史演化的研究关系到人们对全球构造格局的形成和演化的认识，具有重要的科学研究价值与潜力，但由于南极地区数据稀少，研究结果目前仍存在大量的空区与不确定性，目前这些结果获得的信息量仍然较少，对研究南极大陆现状及历史演化具有很大的局限性。本项目中收集了大量南极地区珍贵的地震观测资料，仍需要进一步挖掘利用，获得更多的研究成果。