青藏高原壳幔S波速度结构及各向异性研究

印度－欧亚陆陆碰撞形成的青藏高原是全球最大、最高、最年轻的高原，而且也是全球壳幔结构最为复杂、现代构造运动最为活跃的区域之一，因此一直是地球科学研究的重要场所。本项目拟利用青藏高原及周边地区的密集地震台网资料，联合利用三分量的天然地震和背景噪声的面波数据，同时运用瑞利波和乐夫波资料来反演青藏高原及周边地区的壳幔速度结构；并分别利用面波和远震体波资料通过面波成像和SKS波分裂法来研究青藏高原及周边地区的各向异性特征。通过分析高原内部及高原边界的壳幔结构特点和差异以及各向异性特征，揭示高原内部构造和形变特征以及高原与周边地体之间的变形关系及相互作用方式，探讨青藏高原的壳幔形变方式和机制，从而为深入理解青藏高原隆升机制与动力学过程提供直接依据。

印度板块和欧亚板块陆陆碰撞形成的青藏高原是全球面积最大、海拔最高、最年轻的高原，也是全球壳幔结构最为复杂、现代构造运动最为活跃的区域之一，因此一直是地学界研究造山运动，大陆碰撞和动力学的重要场所。本项目通过收集境外吉尔吉斯斯坦和哈沙克斯坦的地震台网以及中国地震局区域地震台网的西藏、新疆、四川、甘肃和青海省的宽频数字地震资料，然后利用天然地震和背景噪声的面波数据反演得到了青藏高原及周边地区的壳幔速度结构；并利用瑞利面波和勒夫面波分别反演得到了青藏高原及邻区的SV波和SH波速度结构，分析了青藏高原及周边地区的径向各向异性特征。.本项目的研究结果给出了高分辨率的青藏高原及邻区的壳幔速度结构，并首次清晰的揭示了高原不同边界下方中下地壳低速层的分布形态：（1）在地形急剧变化的青藏高原东缘，探测到松潘甘孜和羌塘地体下方普遍存在中下地壳低速层，但该低速层终止于龙门山断裂带并未向四川盆地下方延伸；（2）在地形同样急剧变化的高原北缘，发现高原北部下方也普遍存在中下地壳低速层，该低速层终止于西昆仑和阿尔金断裂带下方，并未向高原外的塔里木盆地下方延伸；（3）在有着长跨度、缓慢地形变化的高原东南缘，高原下方的中下地壳低速层一直延伸到高原外的贵州、云南地区；（4）在同样地形变化相对较缓的高原东北缘，地壳增厚的羌塘、松潘和北祁连造山带均观测到了中下地壳低速层，但北祁连造山带下方的Vp/Vs值要远低于羌塘和松潘地体，同时在西秦岭、南祁连一带并未观测到中下地壳低速层，这些特征并不支持国际上部分学者认为的高原中下地壳物质向东北（西秦岭、南祁连一带）流动的认识；（5）基于SH波和SV波速度得到的高原东北缘的径向各项异性分布特征揭示：在上地壳，高原东北缘总的来说表现出负的径向各向异性特征（Vsv>Vsh）；在中地壳，Vsh普遍高于Vsv，其中强径向各向异性出现在松潘甘孜地块和祁连造山带，正好对应着该地区的中下地壳低速层；在深度大于40km时，强的正径向各向异性主要出现在松潘甘孜地体下方。各向异性结果揭示青藏高原东北缘径向各向异性与中下地壳低速层密切相关，中下地壳的正径向各向异性很可能是与由于陆陆碰撞导致的中下地壳各向异性矿物的近水平方向排列密切相关。