体波接收函数与面波频散曲线的三维联合层析成像方法及其在青藏高原东部的应用研究

面波观测资料只对一定深度范围的平均波速值比较敏感，却对波速突变带（比如壳幔边界Moho面）不敏感；对波速突变带具有最佳分辨能力的体波接收函数又往往难以约束波速的绝对值，两者的联合可以进行互补，但由于已有的面波和接收函数的联合反演只是停留在对一维模型的联合反演上，而无法直接获得同时具有合理波速值分布和合理波速不连续面分布的三维地球模型。本研究拟开发体波接收函数波形和面波频散曲线的三维联合层析成像反演方法，并将该方法应用到具有很好地震资料覆盖的青藏高原东部的岩石圈三维结构的研究中。该联合层析成像方法的成功开发将可以弥补接收函数和面波频散各自在岩石圈结构探测中的缺点，所建立的青藏高原东部更合理可靠的三维岩石圈结构必将促进人们对青藏高原隆升扩展演化过程的深入认识。

面波观测资料只对一定深度范围的平均波速值比较敏感，却对波速突变带（比如壳幔边界Moho 面）不敏感；对波速突变带具有最佳分辨能力的体波接收函数又往往难以约束波速的绝对值，两中数据的联合使用可以实现优势互补，但由于已有的面波和接收函数联合反演要么停留在对一维模型的联合反演上，要么将从接收函数提取的地壳厚度值作为面波层析成像的先验约束，无法直接获得同时拟合接收函数和面波频散曲线的三维地球模型。基于项目组已有的具有良好拓展性的三维面波层析成像方法，本研究开发了体波接收函数波形和面波频散曲线的三维联合层析成像反演方法，该联合层析成像方法弥补了单纯利用接收函数或面波频散在岩石圈结构探测中的缺点。然后将该方法应用到具有很好地震资料覆盖的青藏高原东部的岩石圈三维结构的研究中，建立了青藏高原东部更合理可靠的三维岩石圈结构模型，包括地壳厚度模型，岩石圈厚度模型和三维横波速度模型。这些模型揭示了青藏高原东缘与周边地块在深部的接触关系，包括：1）北部的祁连山和阿尔金山，以及东部的龙门山均伴随着明显的地壳厚度和岩石圈厚度突变，属于贯穿岩石圈的深大断裂；2）昆仑山下方只存在明显地壳厚度突变而不存在岩石圈厚度突变，柴达木盆地与周边造山带岩石圈结构相似，因此推测秦岭-祁连山-昆仑山造山带属于青藏高原的一部分；3）四川盆地与云贵高原同属华南克拉通，但岩石圈厚度迥异，表明两者对青藏高原东缘隆升扩展的阻挡方式可能不同。结合青藏高原的构造演化历史和波速结构特征，我们提出了青藏高原东缘与周边地块可能存在俯冲叠加、推挤缩短和推挤错动等三种岩石圈相互作用和增厚模式。