青藏高原东北缘及其邻区面波各向异性研究

As the youngest part of the Tibetan plateau, the northeastern Tibetan plateau has had the intense tectonic deformation since the late Cenozoic, with obviously crustal shortening & thickening and plateau uplift. It's at an early period and active stage of lithospheric deformation, making the northeastern Tibetan plateau becoming a key region for the study of continental dynamics of the Tibet plateau. The northeastern Tibetan plateau is one of the material escaping channel of the plateau from the interior part. There's some sign that the lithosphere of Asia plate located in the north subducted southward into the northeastern margin of the Tibetan plateau. However, there is no obvious evidence from deep geophysical study to support these opinions.Surface wave tomography and surface wave anisotropy can provide mantle velocity and anisotropy of crust mineral directional arrangement of information for the study of continental dynamics, so as to provide constraints in order to understand the structure and deformation mechanism of the lithosphere.By collecting the observation data recorded by China Seismic Array -Phase2 with very dense stations, combined with data recorded by the local permanent seismic stations, we intends to utilize the ambient noise cross-correlation and surface wave tomography from earthquake to study the azimuth anisotropy and radial anisotropy of surface wave in this study, revealing the detail anisotropy structure and 3D shear wave velocity structure of the crust and upper mantle beneath the northeastern Tibetan plateau, trying to provide new seismology constraints on lithosphere deformation and thickening mechanism in the northeastern Tibetan plateau.

青藏高原东北缘作为青藏高原最年轻的部分，自晚新生代以来发生了剧烈的构造变形，地壳缩短和明显的增厚，至今仍处岩石圈变形的早期、活跃阶段，是开展青藏高原大陆动力学研究的关键场所。青藏高原东北缘是高原物质向外部逃逸的通道之一，北部亚洲岩石圈有向南俯冲的迹象，但这些观点尚缺乏明确的深部地球物理证据。面波层析成像和面波各向异性可为大陆动力学研究提供地壳上地幔的速度和各向异性矿物定向排列的信息，从而为了解岩石圈结构和变形机制提供约束。拟以密集的喜马拉雅二期台阵和当地固定台观测资料为基础，采用天然地震面波成像与背景噪声成像相结合的方法，开展面波的方位各向异性、径向各向异性和3D壳幔横波速度结构研究，揭示青藏高原东北缘及邻区精细的各向异性结构与地壳上地幔速度结构，试图为该地区不同块体的相互作用和岩石圈变形机制提供新的地震学约束。

青藏高原东北缘是高原物质向外部逃逸的通道之一，关于其地壳缩短和隆升变形的机制尚存争议，东北部阿拉善岩石圈有向南俯冲的迹象，但都缺乏明确的深部地球物理证据。收集了668个中国地震科学探测台阵二期流动台站和65个固定台站2年的观测资料，采用噪声层析成像和天然地震面波成像相结合的方法，在青藏东北缘及邻区开展了面波方位各向异性、径向各向异性和地壳上地幔3D横波速度结构的研究。通过噪声互相关方法和多事件双台法，我们获取了台站间的格林函数，并采用时频分析技术，测量了双台间的瑞雷波和勒夫波的群速度和相速度频散曲线。通过2D的频散反演，我们构建了瑞雷波10-80S的相速度和10-145S的群速度的分布图以及勒夫波10-100S的相速度分布图（网格均为0.5°x0.5°）。噪声成像和天然地震面波成像结果表明：短周期（如<10S）的相/群速度分布与地表地形密切相关，中长周期（如20-40S）的相/群速度分布受地壳厚度的影响较大。无论是瑞雷波还是勒夫波，噪声方法和天然地震方法得到的2D频散在相同频段上均具有非常相似的高低速分布特征，其成像结果相互验证。方位各向异性反演的结果显示，从短周期到长周期，祁连和松潘甘孜块体的快波方向均显示为NW-SE，暗示地壳和上地幔变形是耦合的，青藏东北缘的岩石圈可能属于垂直连贯变形方式。径向各向异性反演的结果表明，在地壳浅部（如15km），松潘-甘孜和祁连块体表现为负异常（Vsh<Vsv），可能暗示其上地壳变形方式为水平缩短和垂向增厚。在松潘-甘孜块体下方，上地幔（>80km）存在较明显的负径向各向异性（Vs>Vsh），暗示该处的上地幔可能存在软流圈热物质的上涌。3D壳幔S波速度结构的反演结果显示，祁连块体和松潘甘孜块体的中地壳（~30Km）均存在低速层。松潘-甘孜块体的壳内低速可能是部分熔融，祁连块体的壳内低速层可能是韧脆性转换带。阿拉善西南部和祁连块体下方的上地幔S波速度比阿拉善东北部以及鄂尔多斯更低，暗示阿拉善下方的岩石圈并没有向青藏东北缘下方俯冲。