青藏高原东北缘壳幔速度结构伴随层析成像研究

Using the seismic waveform data recorded by ~400 broad-band seismic stations of Gansu array and Himalaya Project and seismic network, and employing traveltime tomography, adjoint tomography methods, this project plan to investigate high-resolution velocity structure of crust and upper mantle in northeastern Tibet region. Based on previous study and the results of this project, we may confirm the geological structure and the physical environment in the study region. Combining different physical parameters of geology and geophysics, we’ll study the boundary and relationship between different geological unit, the deformation style of the crust and upper-mantle, validity of Tibet dynamic model and the deep physical environment around large earthquakes.

利用分布在青藏高原东北缘地区的甘肃流动台阵、喜马拉雅科学台阵探测计划二期台阵以及省级地震台网共约400个宽频带台站记录到的近震和远震波形数据，采用走时层析成像和波形伴随层析成像方法，开展高分辨率地壳、上地幔速度结构研究，在前人工作的基础上，进一步搞清青藏东北缘地区地壳及上地幔的精细构造。在综合地质、地球物理资料的基础上，研究青藏东北缘地区不同块体间的接触变形关系以及壳幔耦合关系，验证青藏高原隆升及变形的动力学模型，探讨青藏高原隆升对周边块体的影响，揭示大地震的深部孕震环境。

青藏高原东北缘地区是青藏高原向东北运动的活动前沿，对该区地壳上地幔速度结构的研究有利于认识青藏高原隆升变形的动力学机制及青藏高原对阿拉善地块、鄂尔多斯地块和四川盆地的相互作用模式。本研究利用甘肃流动台阵、喜马拉雅科学台阵探测计划二期台阵以及省级地震台网共约1000个宽频带台站记录到的地震走时，采用多尺度走时层析成像方法，获得了青藏高原东缘地区、祁连山造山带以及鄂尔多斯西缘高分辨率的地壳上地幔P波速度结构。利用走时层析成像得到的三维壳幔结构作为初始速度模型和喜马拉雅二期台阵记录到的地震波形数据，采用波形伴随层析成像技术，获得了青藏高原东北缘地壳上地幔S波速度结构。本研究主要得到以下主要结论：.1）青藏高原东北缘、祁连山造山带地区是重要的构造应力转换区，在中上地壳，速度结构横向差异明显，下地壳深度存在大范围的低速异常，阿拉善块体、鄂尔多斯地块保留有原始的克拉通性质，速度结构表现为整体性的高速特征。.2）青藏高原的北部岩石圈边界在北祁连断裂和海源断裂，其东部岩石圈边界位于东经105°。.3）青藏高原东北缘向东北方向扩展的过程中，由于岩石圈的拆沉等原因可能造成在东北缘地区的上地幔的地幔上涌，该上涌的地幔物质可能改造了鄂尔多斯西缘的岩石圈。青藏高原的北东向扩展对鄂尔多斯西缘南北段产生不同的影响，西北缘多为正断层，拉张性质为主，速度结构表现为高速；西南缘则主要发育大量逆冲断层，速度结构表现为低速特征，这可能是鄂尔多斯38°构造线的成因。.4）在青藏高原的西北缘上地壳为逆冲推覆构造,下地壳显示为增厚特征；在东北缘下地壳则表现为扩张特征，其下地壳物质可能侵入到过渡带并到达六盘山地区，横向扩展已经影响到了鄂尔多斯的西南缘局部地区，这也可能是造成六盘山逆冲推覆带形成及鄂尔多斯的旋转的动力源之一。