青藏高原地壳分层Q值成像－基于面波振幅层析成像方法

面波振幅层析成像方法有别于以往直接利用面波波形数据的方法，它能够有效利用地震观测报告中的Ms振幅数据，该数据以前仅仅用来计算面波震级，而且数据量巨大，充分利用后可以获得高分辨的成像结果，本研究将对该方法进一步发展，将对不同周期的面波振幅数据分别进行成像，并将其应用在青藏高原地区。同时面波的传播路径长，可以利用大量青藏高原周围的台站数据，以弥补高原内部台站的不足。. 目前地震学，地磁学的研究都认为在青藏高原中部的上地幔可能存在部分熔融，但对中上地壳的研究较少。本项目将焦点集中在青藏高原的地壳结构，研究对温度和流体更敏感的参数-Q值的层析成像，利用不同周期的面波振幅，可以获得不同深度层的地震波衰减特征，这对探讨中下地壳是否存在管道流（channel flow）以及青藏高原物质东流具有重要的意义。

本研究为了利用中国地震年报中大量的面波Ms振幅和周期数据，提取其中的面波衰减信息，发展了面波振幅层析成像方法。同时收集整理了近百万的面波振幅数据，将中国及周边的数据分成不同周期的数据组，5~10秒的数据共由113个台站记录到的 7709个地震的面波数据65528条；10~15秒的数据共由114个台站记录到的 8954个地震的面波数据131445条；15~20秒的数据共由112个台站记录到的 5067个地震的面波数据56928条。利用这些丰富的数据，反演获得三个周期段的面波Q值横向变化图像，这些结果主要有：1、三组周期段的Q值横向变化图像比较相似，这意味着在上地壳（大约20km以上部分）在垂向的Q值结构基本相同，但横向变化则比较强烈，在青藏高原北部、川西藏东和东构造结地区、南北地震带、华北盆地和渤海湾、秦岭大别地区、以及台湾地区，均呈现低Q值异常，而在塔里木盆地、四川盆地和华南地区、鄂尔多斯地块、阿拉善地块、蒙古和东北地区，则呈现高Q值异常。2、对比Lg波的Q值横向变化（Zhao et al., 2013），发现在高原北部和川西藏东地区Lg波和面波都具有强烈的低Q值异常，这说明该地区的整个地壳从上到下都具有低Q值，都处于高温/含水/韧性变形状态，因此推测青藏高原的地壳流不仅仅是发生在下地壳，而是发生在整个地壳。同时这也是青藏高原发生南北缩短而接近整体隆升形成大范围的高原平台的原因。