中国东北强震与太平洋俯冲作用的地震观测研究

To investigate the interaction between crustal earthquakes of Northeast China and Pacific subduction zone, this project will install a small-aperture dense seismic array consisting of 28 broadband stations in northeast Jilin province and southeast Heilongjiang province for at least two years. With the extremely valuable observational data caused by the dynamic effect of the Japan subduction zone in response to the tectonic stress adjustment after the 11 March 2011 Mw 9.0 Tohoku-oki earthquake, combined with all available data from portable seismic array and permanent network, we would have a better observational constraints on seismic anisotropy from the splitting of shear waves, the character of P-to-S conversions, and the surface wave. And we could obtain full moment tensors of small and moderate earthquakes from waveform inversion. Then we would derive the regional distribution of the stress field through a damped linear inversion using the focal mechanisms obtained in our study. All of these would help us to isolate anisotropy in different parts of crustal and mantle should result in tighter constraints on anisotropic geometry. Our observations of seismic anisotropy could provide relatively direct constraints on mantle dynamics because of the link between deformation and the resulting anisotropy, and improved our understanding of the crust-mantle coupling relationship and deep subduction processes beneath Northeast China. Then we are able to more definitively answer fundamental questions concerning the interaction between crustal earthquakes of Northeast China and Pacific subduction zone.

针对太平洋板块俯冲动力作用对中国东北地震活动影响这一长期关注的问题，本申请将以2011年日本东北近海9.0级巨震后调整变化的难得观测资料，就其震后2个月中国东北发生深震响应活动及2013年10月日本东北近海7.2级地震后4-5天内中国东北连续发生深震和破坏性地震的关联性，通过对41130316重点基金项目布设NECsaids台阵的调整延续观测2年，充分利用固定地震台网和流动台阵多年累积的波形，通过S波、SKS波和Ps转换波来提取地壳和上地幔各向异性信息，利用波形反演得到的中小地震全矩张量解和应力场时空变化信息，来分离震源区不同来源的各向异性贡献，结合地震面波各向异性结果来获取研究区深部不同层位变形的可靠信息。以直接的观测资料和客观论据，结合多尺度成像反演的壳幔精细速度结构和矿物物理等结果，通过对流变结构及壳幔耦合关系的研究，厘清中国东北深震和浅源强震的相关性及太平洋板块俯冲作用问题。

针对太平洋板块俯冲动力作用对中国东北地震活动影响这一长期关注的问题，本项目通过对41130316重点基金项目布设的NECsaids台阵的调整延续观测2年多时间获得的难得观测资料，并综合充分利用固定地震台网和流动台阵多年累积的波形，通过Ps转换波和剪切波分裂提取的地壳和上地幔各向异性信息来获取研究区深部变形信息，利用地震全矩张量解获取的区域应力场信息，并结合成像反演获得的研究区不同构造体的壳幔速度结构特征等，进行了太平洋板块俯冲对中国东北构造动力作用的分析探讨。.本项目布设的NECsaids台阵(探测深俯冲的中国东北地震台阵,NorthEast China Seismic Array to Investigate Deep Subduction)所获得的难得地震观测数据，已为揭示2017年朝鲜核爆提供了重要的地震学约束资料，可为西太平洋板块俯冲与地球深部过程及岩浆活动浅部响应等研究提供关键的地震学约束资料。.针对长白山火山下方岩浆系统认识的争议问题，本项目的精细三维S波速度结构反演研究表明长白山火山下方中下地壳的低速体可能是其主要的岩浆补给，长白山火山及其周围的龙岗火山和镜泊湖火山可能都源自地幔的热物质上涌。.通过地震矩张量解的构造应力场分析，及基于接收函数分析揭示的中国东北中东部不同构造块体的地壳结构特征差异和由地震各向异性分析展现的壳幔变形特征，综合探讨分析表明我国东北地区总体受控于西北太平洋板块的俯冲动力作用，但也受到局域构造活动的明显影响。.对于太平洋板块俯冲动力作用对中国东北地震活动影响的问题，本研究对2013年10-11月吉林松原先后发生的5次5级以上极为罕见的前郭震群活动进行了分析。综合地震重定位结果、地震矩张量解、区域应力场及局域断裂和深层天然气藏开采等分析认为：在西北太平洋板块俯冲动力作用下累积的地壳应变能，可能因开采油气的运移导致深浅相联的断裂应力调整而引发了2013年前郭震群活动。.本项目已正式发表论文6篇,其中5篇刊登在SCI收录期刊上，还有1篇已被SCI收录期刊录用。