首都圈地区地壳的P波各向异性层析成像研究

各向异性介质普遍存在于地球内部，而大多数地震走时层析成像则假定地球介质为各向同性，同时仅利用剪切波分裂研究获得的各向异性结构存在垂向分辨率较差的问题。因此，本项目将在我们先前各向异性层析成像工作的基础上进一步完善成像程序，并利用首都圈数字化地震遥测台网以及华北地区子网记录到的2001－2007年震相报告中的Pg和Pn波到时资料，对首都圈地区地壳及上地幔顶部进行P波各向异性层析成像研究。走时反演参数化为一个各向同性速度扰动和两个各向异性参数。在模型中综合考虑Conrad、Moho界面的起伏信息。各向异性层析成像结果将与先前的层析成像、剪切波分裂研究结果、首都圈地区的地质构造及应力分布等进行对比分析，加深人们对首都圈地区的地下速度横向变化及各向异性结构、大地震成因和地质构造动力学特征的了解，为首都圈地区的抗震减灾工作提供新的地学证据。

利用Pn和Pg到时研究了华北克拉通地区地壳与上地幔顶部的速度和方位角各向异性结构，结果表明华北盆地下地壳及上地幔顶部表现为广泛分布的低速，其可能与晚中生代的玄武岩浆活动相关；壳内大地震主要发生在上中地壳交界处的高速体内，且其下方存在高导的低速体；华北东部的中部地区上地幔顶部主要表现为北西-南东向的快速方向，其可能代表了克拉通破坏后新生岩石圈的各向异性特征。进一步加入远震P波相对到时残差数据对华北上地幔进行P波各向异性成像研究，结果表明鄂尔多斯下方一直到～300公里表现为高速体，且其P波快速方向表现为近似南北向，而华北克拉通东部地幔中的P波快速方向表现为北西-南东向，与太平洋俯冲所导致的地幔流动方向一致。进一步完善了P波各向异性成像程序，使其同时能够反演方位角及径向各向异性结构，并先将其运用到日本俯冲带地区进行测试，结果表明弧后地幔楔主要表现为与海沟垂直的方位角快速方向，弧前地幔楔中则存在与海沟平行的快速方向,俯冲的太平洋板块及菲律宾海板块则主要表现为与海沟平行的快速方向；地幔楔中与岩浆活动相关的低速体主要表现为负的径向各向异性(P波径向速度>水平向速度)，而俯冲的太平洋及菲律宾海板块主要表现为正的径向各向异性(P波径向速度<水平向速度),俯冲带地幔的复杂的各向异性结构可能揭示了复杂的地幔对流状态及橄榄石结构的变化：地幔楔中主要存在与板块俯冲相关引起的角对流，但在东北日本火山链下方的地幔楔中可能存在在与海沟平行的小尺度对流，弧前地幔楔中可能存在着B型橄榄石结构，地幔楔中与岩浆活动的热上涌中可能存在着E型橄榄石结构，俯冲板块中可能存在着A或B型橄榄石结构。