基于多种类型地震数据构建川滇地区三维地壳模型

It is a effective way to improve the academic research level of seismological science and continental dynamic evolution by constructing the more precise crustal 3-D model. Chuandian is a critical area composed of complex crustal structure and multiple modern tectonic framework, and is affected by the uplift of Tibet plateau. There are not only consensus but debates on the crust-mantle structure from seismological research for lacking the fine result and high resolution observation system. Therefore the more detailed crustal model is needed to describe the complex geological tectonics. There has accumulated enough data currently, for instance, more than 20 deep seismic sounding profiles, abundant local and teleseismic waves and artificial earthquake records from fixed and mobile arrays from 1998 to 2015. Based on these integrated data, we intend to construct the area 3-D crustal structure model, which can be used to reveal the crust and upper mantle three-dimensional velocity distribution and moho topography, and provide the more precision seismological reference model to study the issue of geodynamics and continental dynamics.

建立较高分辨的三维地壳模型是提高地震科学和大陆动力学研究水平的有效途径。川滇地区（97°-107°E，20°-33°N）现代构造格局与青藏高原隆升密切相关，频繁的强震活动预示了该区地壳结构的复杂性。有关该区壳幔结构的地震学研究已取得许多共识性的成果，但也存在不同的观点和认识，其主要原因是由于所使用的地震数据类型和资料处理方法较为单一，研究结果的分辨和精度不足以识别地壳深部构造细节。因此，迫切需要建立能够反映复杂结构的较高分辨的三维地壳模型。川滇地区目前已具备构建较高分辨地壳模型的数据基础。本项目拟利用川滇地区20余条深地震测深剖面资料，1998年-2015年间固定台网的近、远震资料，流动台阵的近、远震资料，以及固定台网和流动台阵记录到的人工地震资料，联合构建区域三维地壳模型，揭示川滇地区地壳上地幔三维速度分布、莫霍面形态，为更好地回答川滇地区地球动力学问题提供较为精准的地壳参考模型。

收集川滇地区深地震测深资料、天然地震震相报告和波形资料、不同比例尺的布格重力异常资料，采用适当的方法构建了川滇地区三维地壳P、S波速度结构和结晶基底、莫霍界面模型。利用短周期密集台阵剖面观测方法获得了丽江-小金河断裂带、安宁河断裂带下方地壳几何结构图像。研究表明：松潘-甘孜块体莫霍深度约52-62km，地壳由北东向南西逐渐增厚，为3-4层结构，上地壳20km深度存在约10km厚的低速层，P波平均速度约6.2km/s；四川盆地莫霍深约42km，地壳为3层结构，P波平均速度约6.5km/s；三江褶皱带莫霍深度自西北向东南由53km减至32km，地壳由3层减为2层，P波平均速度由6.3km/s下降至6.1km/s；位于云南的扬子板块莫霍深度由西北的53km向东南减至43km，地壳为3层结构，P波平均速度约6.45km/s。地壳上地幔结构在块体边界带呈现剧烈变化，莫霍深度、分层结构、平均速度截然不同。走滑断裂表现为向下延伸的条状低速带，逆冲断裂带表现为上盘的低速拆离带和下盘的深沉积低速层。各构造块体的地壳P波速度呈现较强的横向非均匀特征。地壳浅部P、S波低速区对应沉积盖层，中上地壳横向非均匀性明显，下地壳多有低速层；中强地震大多发生在20km深度范围内的P波高速体内或高低速过渡区域，震源区S波速度普遍较低。重力反演得到的莫霍面结构与深地震测深结果具有一致性；松潘-甘孜块体地壳上地幔密度结构与四川盆地存在显著差异；松潘-甘孜块体中下地壳存在较大范围的低密度异常分布；汶川、芦山地震发生在地壳密度变化梯级带附近的高密度体一侧。在松潘-甘孜南缘的康定地块与滇中子块体的接触区域，地壳发生显著变形，表现为上地壳的逆冲断裂带和莫霍面的明显加深，在地表形成雅砻-玉龙推覆构造带。康定地块与滇中子块体的深部接触和变形方式相似于川西北高原与四川盆地的关系，但在地表并未形成类似龙门山相对于四川盆地的巨大地形反差。