基于接收函数和剪切波分裂方法研究帕米尔高原东部壳幔各向异性结构

One key issue of the geodynamic research of the continental-continental collision is the convergence behavior of the India and Eurasia plates beneath the western Himalayan syntaxis (WHS), which could be analyzed by the deformation mechanism of the crust and upper mantle. Previous studies of the deformation pattern in the central and southern part of the Pamir Plateau mostly favor a two-slab scenario with Asian lithosphere advancing southward to eastward in a tight 90° arc beneath the Pamir. Due to the scarcity of the data in the eastern Pamir, it’s unlikely to obtain the reliable lithospheric deformation pattern of the entire WHS. Therefore, this project intends to apply the seismic waveform data observed from the broadband seismic stations operated in the WHS to carry out the following studies: (1) To obtain the seismic anisotropy of the crust and upper mantle by receiver function analysis and teleseismic shear wave splitting technique, individually; (2) To test the respective influence of the crust and upper mantle to the seismic anisotropy by synthetic seismic record calculation and analyze the contributions of the crust and upper mantle to the anisotropy parameters in the study area. Based on the results, we can explore the deformation of the crust and upper mantle beneath the eastern Pamir and provide geodynamic evidence for the underthrusting behavior of the India and Eurasia plates beneath the Pamir.

喜马拉雅西构造结(WHS)下方印度与欧亚板块的碰撞行为是陆-陆碰撞动力学研究的关键问题，而研究碰撞俯冲的核心之一就是地壳、上地幔的变形模式。帕米尔高原中、南部和兴都库什地区的壳幔变形研究显示印度与欧亚大陆发生碰撞，导致向南运动的欧亚大陆岩石圈在帕米尔高原下方向东转向~90°。帕米尔高原东部地区数据相对较少，难以获得可靠的帕米尔高原深部变形模式。因此，本项目拟利用帕米尔高原东部新近架设的宽频带地震台站记录的地震数据，开展以下研究：(1) 应用接收函数和远震剪切波分裂方法获得地壳和上地幔的各向异性参数；(2) 通过理论合成地震记录的方法分别测试地壳和上地幔对地震各向异性的影响，进而分析研究区域内壳、幔对地震各向异性参数的贡献。基于上述结果，阐明研究区域的壳幔变形模式，为帕米尔高原东部印度和欧亚板块汇聚模式提供深部动力学证据。

喜马拉雅西构造结下方印度与欧亚大陆板块的碰撞行为是研究陆陆碰撞的关键问题之一，位于青藏高原西构造结地区的帕米尔-兴都库什组成了目前地球上最大的陆内活动造山带，是中深源地震最发育的地区。帕米尔高原构造变形强烈，深浅部结构关系复杂，是研究地球动力学问题的关键区域之一。. 本项目利用在帕米尔高原东部布设的宽频带地震台阵观测数据，并结合国家地震台网的相关数据，利用半自动剪切波分裂计算等方法研究帕米尔高原东部及邻区的壳幔地震各向异性结构，结果显示，帕米尔高原的地震各向异性结构具有不同的区域特征，北部以北东方向为主，推测源于印度大陆向北俯冲过程中欧亚大陆地幔岩石圈橄榄石晶体的定向排列，中部呈现弧形弯曲，认为受到了印度大陆北进过程中，帕米尔-兴都库什地区地幔物质流动（逃逸）的控制，南部结果与印度大陆主体方向一致，可能源自于向北俯冲的印度大陆岩石圈变形。. 结合以往研究成果，本项目揭示了帕米尔高原不同区域的岩石圈变形模式，为陆陆碰撞后大陆俯冲过程研究提供了新的地震学依据，对理解圈层相互作用具有重要意义。