基于P波三重震相到时反演的班公怒江缝合带附近岩石圈速度结构研究

The Tibetan Plateau is considered a natural laboratory for studying continental collisions, tectonic movements, and continental dynamics. Bangong-Nujiang suture is an important dividing line between the northern and the southern Tibet, along which are Lhasa and Qiangtang Blocks. The lithospheric structure beneath this area is still open for discussion. The detailed understanding of whether the lithosphere is thinned and the scope and extent of lithospheric destruction are lacking. Also the sudden jump in lithospheric thickness beneath the Bangong-Nujiang suture is controversial. The primary reason for the disagreement lies in the fact that there is a lack of high-resolution and direct constraints on the lithospheric structure within study area. The reliable lithospheric velocity structure is important for understanding the lithospheric deformation and destructive mechanisms of the central Tibet, therefore it is imperative to obtain reliable and high-resolution structures of lithosphere. Based on the seismic data recorded by CDSN (China Digital Seismic Network) and ChinArray, we will develop a new method to inverse the velocity structure using relative triplicated P waves arrival time and apply it to the Bangong-Nujiang suture and its adjacent area. The acquired detailed lithospheric structure will provide more geophysical evidence for understanding the dynamical evolution of Indian plate subduction and the corresponding lithospheric deformation mechanisms in the central Tibet.

青藏高原被认为是研究大陆碰撞，构造运动和大陆动力学的天然实验室。班公怒江缝合带是青藏高原南北方向重要的分界线，其两侧拉萨和羌塘地块的岩石圈速度结构至今存在激烈的争论。关于岩石圈是否减薄，破坏范围和幅度缺乏详细的认识，班公怒江缝合带下方岩石圈是否存在突跳现象也尚存争议。存在分歧的根本原因在于班公怒江缝合带附近尚缺乏来自于岩石圈速度结构高分辨率的直接约束。而可靠的岩石圈速度结构是认识和理解青藏高原中部岩石圈变形的重要地球物理资料，因此获取拉萨和羌塘地块可靠且具有高分辨率的岩石圈速度结构的研究显得尤为迫切。本项目将充分利用中国区域台网固定台站和中国地震科学台阵探测项目流动台阵资料，开展基于三重震相相对到时反演方法的研究，并将其应用于获取班公怒江缝合带附近岩石圈速度结构的研究中去，为研究青藏高原中部地区印度板块的俯冲及其相应的岩石圈变形机制等动力学演化模式提供较为可靠的地球物理依据。

青藏高原是研究印度板块和欧亚板块碰撞及其动力学机制的天然实验室。目前关于高原中部地区班公怒江缝合带下方岩石圈厚度的探测结果相对较少，且不同方法所得结果仍存在较大争议，尤其是岩石圈－软流圈边界深度特征及其两侧的拉萨和羌塘地块的岩石圈速度结构等。本项目通过P波三重震相对青藏高原中部拉萨和羌塘地区的岩石圈速度结构展开深入研究。开发了一套基于P波三重震相相对到时反演上地幔速度结构的方法，并且理论测试效果良好。受限于波形数据质量，部分数据三重震相到时拾取存在困难，故采用传统三重震相波形拟合技术获取了拉萨和羌塘地块岩石圈和地幔过渡带速度结构特征。结果表明，拉萨和南羌塘地块下方地幔过渡带都存在高速异常，推测可能是俯冲的印度岩石圈板片的残余，同时也揭示了印度板块的俯冲前缘已到达班公怒江缝合带附近。关于拉萨和羌塘地块岩石圈速度结构特征的分析表明，从拉萨到羌塘地块岩石圈厚度逐渐变小，但岩石圈厚度并不存在“突跳”现象。由南向北，岩石圈高速盖层的速度逐渐变小，推测可能是羌塘地块岩石圈受小规模地幔对流或者热不稳定性的影响，使得此前增厚的欧亚岩石圈底部发生了拆沉，造成软流圈物质的上涌。