兴蒙造山带诺敏河火山群宽频带地震观测与深部结构研究

Based on the passive broadband seismic array data along the Hulin-Argun profile, we schedule to deploy about 30 broadband seismometers to focus on the Nuominhe-Kuilehe Volcano and pass through the Daxinganling Gravity Gradient Zone, and plan to carry out 2-year passive seismic observation to obtain continuous seismic data to investigate the deep structure around the Nuominhe-Kuilehe Volcano. We will conduct study on receive function and body wave travel time tomography, to reveal the depth of lithosphere- asthenosphere boundary and 3D velocity structure of the upper mantle, and to provide the reliable geophysics evidence for the origin of the potassic Nuominhe-Kuilehe Volcano.

本项目拟以虎林-额尔古纳宽频带地震剖面观测资料为基础，以兴蒙造山带诺敏河-奎勒河火山群为中心，用30余套宽频带地震仪布设一个二维地震台阵，跨越大兴安岭重力梯度带，进行为期两年的地震观测，并结合周边的固定地震台站资料，开展接收函数和体波层析成像研究，获取诺敏河-奎勒河火山及其邻区的岩石圈底界面埋深以及上地幔三维速度结构，为钾质火山岩的成因研究提供深部地球物理证据。

针对诺敏火山成因及其与五大连池火山的亲缘性，以诺敏火山为中心布设了40余套宽频带流动地震仪，进行了为期两年的连续观测，获得了连续的地震波形和背景噪声观测数据，开展了接收函数、远震体波层析成像、背景噪声和天然地震面波层析成像、SKS分裂等研究，获得了研究区的地壳厚度和波速比、面波相速度频散、壳幔三维速度结构和SKS分裂参数，为诺敏火山成因及其与五大连池火山的关联性提供了深部证据。.诺敏火山地区的地壳厚度介于32～38km，波速比介于1.74～1.84，地壳厚度与波速比呈现负相关关系，暗示该地区可能发生过岩浆底侵作用。诺敏火山下方的中上地壳表现为显著的高速结构，下地壳出现明显的低速结构并向上地幔深度方向延伸。SKS快慢波延迟时间为0.4～1.4s，各向异性快波方向为N77°W～N18°E，平行于中生代晚期岩石圈伸展变形方向，推测由残留在岩石圈的化石各向异性引起，火山中心及周边部分台站观测到无效分裂区域，与远震体波成像揭示的低速区分布有很好的空间对应关系，可能是残存于岩石圈的古老形变被上涌的热地幔物质改造的反映。五大连池火山和诺敏火山在200km深度以浅的上地幔具有显著的整体性的低速异常，该低速异常下方存在断续相连、深达410km的高速异常。 .综合体波、面波、背景噪声、接收函数和SKS分裂的研究结果，我们认为五大连池和诺敏之间200km深度以浅的低速异常可能是这两个火山的岩浆源区，该低速异常下方延伸至410km深度的正常偏高速的异常可能是岩石圈拆沉物质，并进一步推测五大连池和诺敏高钾玄武岩系列火山是岩石圈拆沉造成软流圈物质上涌所致。