中国东南大陆边缘地壳上地幔三维速度结构及其地球动力学研究

中国东南大陆边缘位于欧亚大陆板块和太平洋菲律宾海板块的接合地带，地质构造独特，尤其以中－新生代大规模的构造岩浆活动著称，它记录了多期板块聚合离散的过程，长期以来一直是地学界研究的热点地区。至今构造体制转换的深部作用及地球动力学机制仍存在争论。研究记录着该区构造体制转换过程的地壳上地幔深部结构特征是揭开该地学之谜的钥匙。研究区内的台湾海峡深部研究相对薄弱，亟待开展深部结构探测研究。.本项目拟使用已在福建沿海地区布设的流动宽频地震台站接收的波形数据，补充中国国家、省级地震台网和台湾地区的台网以及国际地震中心的资料，采用多震相的远近震联合反演的层析成像方法，探测和研究中国东南大陆边缘的地壳上地幔三维结构，寻找构造体制转换的遗迹，并为研究相对薄弱的台湾海峡地区提供更多的深部结构信息，结合相关地质、地球物理证据综合解释分析其深部构造特征及其地球动力学机制。

中国大陆东南缘地区的地壳上地幔结构对于理解欧亚板块形变以及欧亚板块与菲律宾大洋板块之间的相互作用的动力学过程非常重要。作者利用在福建沿海布的20个流动台站，29个福建省的固定台站，1个国家台网的台站以及台湾省内的15个台站，共65个台站记录的635个远震事件波形数据，从中挑取出了6869条P波初至到时对该地区进行了层析成像反演。结果表明：在25km到100km深度切片上，可以看到福建沿海地区存在明显高速异常，这个异常体在其他人的Sn波和P波的层析成像结果中都有体现，并解释其为上地幔冷却的火山岩引起的。台湾岛东部也发现有高速异常，地壳上地幔顶部的高速体被解释成菲律宾大洋板块引起的，而上地幔以下的高速异常则是俯冲的欧亚板块。剖面图结果显示，南北剖面图上，菲律宾板块从24°N向北沿着琉球海沟俯冲到了欧亚板块之下至少350km深度的图像清晰。东西剖面上，欧亚板块向东以高角度俯冲到了菲律宾大洋板块之下，并且俯冲以及越过了台湾岛。在台湾南部，欧亚板块显示连续向东俯冲到菲律宾板块之下400km深度的图像。在台湾中部，断离的欧亚板块以较大角度向东俯冲。在台湾中部和北部之下的欧亚板块被向北俯冲的菲律宾大洋板块所撕裂，该撕裂的地幔窗形成了软流圈物质上涌的通道。层析成像图像也显示在中国东南沿海及台湾海峡地区广泛分布着低速异常。研究区地壳上地幔结构表明，台湾中部的造山过程主要归因于欧亚板块与菲律宾大洋板块之间的边界俯冲碰撞构造。