东大别地壳上地幔精细横波速度结构研究

The Qingling-Dabie-Sulu orogenic belt is the largest ultrahigh pressure (UHP) metamorphic zone in the world, which was formed by continent-continent collision between the Yangtze Craton and the North China Craton. Research on the structure of the orogenic belt is important to understand the process of translation from ocean-to-continent subduction to continent-continent collision and continental dynamic mechanism of following orogeny and collapse of orogen. Geophysical studies, such as Magnetotelluric (MT) sounding and seismic profiling, have provided some basic evidences for research on the Dabie orogeny and evolution. In orde to further constrain fine characteristics of the Dabie crust and upper mantle velocity structure, new geophysical studies are needed. The objective of this project is to construct fine crust and upper mantle velocity and anisotropy structure beneath the east Dabie orogenic belt by applying seismic ambient noise and teleseismic surface wave two-plane wave tomography to a flexible seismic array, which is proposed to be deployed during this project. We will focus our research efforts on crustal high shear wave velocities, low shear wave velocity layer in the middle crust, and crust and upper mantle velocity characteristics, which will provide geophysical evidences for the orogenic structure of the Dabie belt. This project will provide important constraints on the understanding of continental dynamic mechanism of orogeny and collapse of orogen in the Dabie orogenic belt.

秦岭-大别-苏鲁超高压变质带是世界上规模最大的超高压变质带，为扬子板块向华北板块俯冲-碰撞的产物，它的研究对了解洋-陆俯冲转化为陆-陆碰撞的过程、后继的造山运动及造山带垮塌的大陆动力学机制具有重要意义。以地震与大地电磁为主的地球物理调查为大别碰撞造山带的形成与演化提供了重要的基础数据。同时，大别地壳上地幔速度分布的精细特征还需要新的地球物理证据和制约。本项目基于密集流动台阵观测的数据结合台站测网数据，采用背景噪声面波和地震面波双平面波层析成像技术，构建东大别造山带地壳上地幔三维精细横波速度及其各向异性结构，重点研究东大别Moho界面、壳内高速体、中地壳低速层和地壳上地幔横波速度分布特征，以期为大别造山带的构造研究提供地球物理依据。预期研究成果对于揭示造山运动及造山带垮塌的大陆动力学机制等问题具有重要意义。

秦岭-大别-苏鲁超高压变质带是世界上规模最大的超高压变质带，为扬子板块向华北板块俯冲-碰撞的产物，它的研究对了解洋-陆俯冲转化为陆-陆碰撞的过程、后继的造山运动及造山带垮塌的大陆动力学机制具有重要意义。以地震与大地电磁为主的地球物理调查为大别碰撞造山带的形成与演化提供了重要的基础数据。同时，大别地壳上地幔速度分布的精细特征还需要新的地球物理证据和制约。本项目主要研究内容包括：基于密集流动台阵观测的数据结合台站测网数据，采用背景噪声面波和地震面波双平面波层析成像技术，构建东大别造山带地壳上地幔三维精细横波速度及其各向异性结构，重点研究东大别Moho界面、壳内高速体、中地壳低速层和地壳上地幔横波速度分布特征。.主要进展包括：（1）大别造山带地壳上地幔各向异性结构研究表明：大别造山带呈现出明显的各向异性分区，且与扬子板块与华北克拉通陆-陆碰撞及后续的造山作用等动力学过程密切相关；（2）东大别造山带HP/UHP岩体经过超高压变质后，分两期折返到地表，第一期以浮力为主要驱动力，HP/UHP岩体从深达100km的地幔折返到中下地壳，在白垩纪，由于大规模的岩浆作用、构造伸展以及造山带垮塌等一系列动力学过程，HP/UHP岩体从中下地壳进一步折返到地表；（3）小台站距（甚至仅有1个波长距离）时间域互相关函数测量的频散结果与大于3倍台站距的测量结果一致且可靠；（4）利用Radon变换，可以有效压制高模式波的影响，误差控制在2%，这为后续的壳幔结构、地幔各向异性研究提供了重要的手段。研究过程中，参加了数次国内外与研究内容紧密相关的学术会议，提交会议摘要16篇；发表SCI学术论文8篇。