远震P波接收函数方法研究华北北部地壳上地幔结构

作     者：龚辰 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：李秋生;张洪双

授予年度：2015年

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

主      题：兴蒙造山带 古亚洲洋 接收函数 地壳上地幔结构 泊松比 

摘      要：中亚造山带(CAOB)位于西伯利亚古陆与中朝古陆(华北克拉通)之间,古亚洲洋最终消亡导致中亚造山带形成。兴蒙造山带是中亚造山带的东段,位于中国境内,由于露头稀少和构造复杂,许多基础地质问题尚存争议,其原因之一是深部探测资料的缺乏。近年来,接收函数作为一种成熟有效的方法被应用于地壳上地幔速度结构的研究。伴随地球深部结构探测研究对高分辨率的迫切需求,叠加、偏移成像等方法也被引入到深部结构的接收函数成像中。由国家自然科学基金资助,中国地质科学院地质研究所于2012年10月—2014年12月在华北北部张家口(怀来)—中蒙边境(巴音温多尔)一线布设了41台宽频地震仪。地震测线自南向北横跨华北克拉通北缘和兴蒙造山带,台站间距平均15 km,测线走向为NW-SE向,总长约650km。本文从上述台站记录的波形数据中用时间域迭代反褶积算法提取到高质量的P波接收函数2366个。用H-k扫描获得了测线下方Moho深度与波速比值(Fp/Vs)和泊松比,用共转换点(CCP)叠加获得了Moho面和410km和660km间断面起伏图像。结果显示：(1)测线下方Moho深度平均40 km,所经各块体地壳厚度差异不大,但各块体边界处存在Moho深度小尺度急剧变化。整体上,Moho面产状相对于索伦缝合带大致对称,温都尔庙带和白乃庙带向南倾,宝力道带、贺根山杂岩带向北倾。(2)沿测线泊松比分布表现出与断层分割的块体较好的相关性：华北克拉通北缘总体较高,兴蒙造山带整体较低;各块体内部泊松比分布相对稳定,泊松比值的局部扰动仅出现在各块体边界附近。(3)整条测线地壳厚度和泊松比之间存在弱的负相关。(4)整条测线泊松比分布呈现以索伦缝合带南缘为轴的非线性近对称分布。(5)除在39.5。N附近地幔转换带略显增厚,可能与太平洋板块的俯冲有关之外,测线下方410km、660km间断面总体平稳。燕山带以北未见地幔转换带厚度变化。综合前人研究,可以推断出以下基本结论：1、地壳上地幔结构以及泊松比分布特征支持古亚洲(索伦)洋,最终沿林西断裂闭合的动力学模式;2、主要由太平洋长距离深俯冲引起的克拉通破坏作用在兴蒙造山带的地壳上地幔结构中未见明显表现。