利用远震SKS研究青藏高原东缘的各向异性特征

2021-08-16
地球所

  远震SKS 分裂是研究岩石圈和软流圈地震各向异性的重要方法。当地球液核中的P 波在核幔边界转换成S 波时,其偏振方向限制在大圆路径内。对于单层各向异性介质,S 波被分成两个传播速度不同的波,即快波和慢波。通过测量地表观测台站记录的快波与慢波之间的传播时间延迟以及快波偏振方向,可以确定介质各向异性的强度和方向。

  中国地震局地球物理研究所吴建平研究员团队利用青藏高原东缘512 个地震台站记录的约200 个远震的SKS 波形资料,分析获得了青藏高原东缘的各向异性分布图像。研究表明:该区域的剪切波分裂延迟时间为0.2-1.4 s(平均值为0.7 s)。在四川盆地(SCB)内部,平均延迟时间仅为0.35 s,这与稳定SCB 相对厚且刚性的岩石圈特征一致。然而,SCB 东北部具有相对较强的各向异性,其快波偏振方向(FPD)为NE-SW 方向,这与SCB 内部中具有NW-SE 方向的弱各向异性明显不同。推测地幔物质从青藏高原向东逃逸而产生的E-W 压应力,对该区岩石圈产生作用,使得岩石圈沿最大剪切方向发生了变形。在川滇菱形块中,一定区域内(30° N 附近)的FPD 大约为E-W,即几乎垂直于北部和南部地区的FPD,这可能与岩石圈的部分融化和压应力有关。西秦岭造山带的FPD 大致与地表断层走向平行,平均延迟时间约为1.3 s。由于岩石圈不足以在该区域产生如此强的各向异性,推断西秦岭造山带的岩石圈和软流圈共同作用产生地震各向异性。松潘—甘孜地块南部的延迟时间比北部要小,可能是由于该地区低速的地幔物质上涌和复杂的构造应力所致。

  该成果已在线发表在2020 年Tectonophysics. (J. Liu, J.P. Wu, W.L. Wang, L.H. Fang, K. Chang, 2020. Seismic anisotropy beneath the eastern margin of the Tibetan Plateau from SKS splitting observations. Tectonophysics. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2020.228430).