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山西断陷带上地幔顶部pn波速度结构与各向异性成像

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地球物理学报 2020年第12期63卷 4382-4395页

作者：殷伟伟雷建设黄金刚张娜张广伟张冰山西省地震局太原030021 应急管理部国家自然灾害防治研究院(地壳动力学重点实验室) 北京100085

本研究拾取了中国数字测震台网固定台站记录的2008—2019年期间发生在山西断陷带及邻区2级以上天然地震事件及陕西神木、府谷等3级以上非天然地震事件共25304条高质量pn到时数据,反演了山西断陷带及邻区上地幔顶部高分辨率pn波速度结构... 详细信息

本研究拾取了中国数字测震台网固定台站记录的2008—2019年期间发生在山西断陷带及邻区2级以上天然地震事件及陕西神木、府谷等3级以上非天然地震事件共25304条高质量pn到时数据,反演了山西断陷带及邻区上地幔顶部高分辨率pn波速度结构与各向异性.研究结果显示,山西断陷带及邻区pn波速度结构差异较大,大同火山及以南区域、忻定盆地、太行山造山带、华北盆地南部和吕梁山局部地区表现为显著的低波速异常,而运城盆地、临汾盆地北部、太原盆地、大同盆地北部、华北盆地北部和鄂尔多斯块体呈现明显的高波速异常.大同火山下方上地幔顶部的低波速异常与pn快波方向呈现以火山为中心的近发散状结构特征,结合已有的远震上地幔成像结果,暗示大同火山岩浆可能来源于地幔深部,岩浆的底侵或热侵蚀作用造成了该地区岩石圈的破坏以及整个华北克拉通的“活化”,这一推论符合克拉通的热-化学侵蚀破坏模型.山西断陷带上地幔顶部速度异常形态较好的对应了研究区的地质构造,pn快波速方向与地质构造的展布方向和SKS波各向异性的特征基本一致,说明变形形式以简单剪切为主,表明其形成和演化过程与上地幔物质运移过程有密切关系.

关键词：山西断陷带上地幔顶部 pn波成像速度结构各向异性

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川滇及邻区pn波速度结构和各向异性研究

地球物理学报 2011年第1期54卷 44-54页

作者：李飞周仕勇苏有锦李鹏邓存华李雷王兰兰北京大学地球与空间科学学院北京100871 云南省地震局昆明650224

川滇地区是中国大陆构造变形及地震活动最强烈的区域之一.本文利用从国际地震中心(ISC)、中国地震台网以及云南、四川、重庆三个省级地震台网的地震观测报告中严格挑选出的53673个pn波到时数据,用pn波层析成像方法反演了川滇地区的pn波... 详细信息

川滇地区是中国大陆构造变形及地震活动最强烈的区域之一.本文利用从国际地震中心(ISC)、中国地震台网以及云南、四川、重庆三个省级地震台网的地震观测报告中严格挑选出的53673个pn波到时数据,用pn波层析成像方法反演了川滇地区的pn波速度结构和各向异性.结果表明该地区上地幔顶部速度结构的横向变化与现代构造运动有明显的关联:盆地地区上地幔顶部速度明显高于其周边区域,四川盆地尤为突出,其上地幔顶部P波速度是整个研究区域的高值;上地幔顶部P波速度低值区与研究区现代火山活动区域(如腾冲)及高热泉活动区域(如康定)有明显的相关性.强震大都发生在pn波速低值区或pn波速低值边界区.pn波速度低速带与狭义的南北地震带相吻合,反映出上地幔顶部的流变性对构造应力的传递起着重要作用.pn波各向异性表明:位于川青块体与四川盆地交界的龙门山地区,快波方向与该区域绝对运动方向不一致,而是基本沿龙门山断裂走向,这表明该地区的各向异性主要受龙门山断裂对Moho面切割变形的影响.而在其他区域的pn波各向异性方向大体与当地块体的绝对运动方向一致,说明其各向异性主要是由板块运动产生的软流圈变形引起.

关键词： pn波成像 pn波速度横向变化各向异性上地幔川滇地区

西北太平洋俯冲带上地幔顶部pn波速度及各向异性成像

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西北太平洋俯冲带上地幔顶部Pn波速度及各向异性成像

作者：杜沫霏中国地震局地壳应力研究所

学位级别：硕士

上地幔顶部速度成像研究对于了解地球板块运动、地震发生、火山起源以及探索地震和火山等灾害的发生规律具有重意义。在莫霍面发生临界折射后沿整个上地幔顶部传播的pn波震相是研究上地幔顶部速度结构的关键资料。随着宽频带数字地震仪... 详细信息

上地幔顶部速度成像研究对于了解地球板块运动、地震发生、火山起源以及探索地震和火山等灾害的发生规律具有重意义。在莫霍面发生临界折射后沿整个上地幔顶部传播的pn波震相是研究上地幔顶部速度结构的关键资料。随着宽频带数字地震仪在全球范围内的密集布设,我们可以收集大量固定与流动台站的观测资料,为得到研究区上地幔顶部精细结构提供了有利条件。中国东北地区受到太平洋板块的西向深俯冲,形成了北东-北北东方向延伸的盆山相间排列的地质构造形态,造成了中国东北地区的火山形成和强烈的构造活动。太平洋板块和菲律宾板块的俯冲还形成了一系列沟弧盆构造体系,包括日本岛弧、日本海以及冲绳海槽等。本研究利用pn波到时资料对西北太平洋俯冲带上地幔顶部速度及各向异性进行研究,以深入了解板块俯冲、岩石圈变形以及板内火山的成因机制。首先,本研究利用东北地区的319个固定地震台站和NECESSArray台网127个流动台站观测到的中国地震台网观测报告中2235个震级大于2级的地震波形资料,通过人工拾取了 9197条高质量的pn波到时资料。这些pn波到时数据在东北地区形成了良好的射线交叉覆盖。通过反演,得到了研究区上地幔顶部高分辨率的pn波速度及各向异性结构。结果显示,中国东北地区上地幔顶部存在明显的速度横向非均匀性和各向异性,这些结构特征与地表地质构造和板内火山有一定关联。在松辽盆地、海拉尔盆地和二连盆地等稳定地区的上地幔顶部存在明显高pn波速异常,而在长白山火山、龙岗火山、镜泊湖火山、五大连池火山、大同火山、阿巴嘎火山群和哈拉哈火山群等活动地区的上地幔顶部存在明显的低pn波速。此外,一些低速异常被高速异常所分隔,但被各向异性快波方向所连接,这些结果暗示了在现今或历史构造演化过程中这些火山区之间可能存在一定关联,因此提出了中国东北火山之间可能存在物质与能量交换的动力学模型,这种物质与能量的交换可能是与太平洋板块西向深俯冲至地幔转换带处形成的“大地幔楔”内水平向的地幔物质流有关,且这种水平向的地幔物质流不是简单的东西向,而可能更为复杂。这些结果为理解中国东北地区的火山活动机制和地幔动力学过程提供了新的地震学证据。为更好理解我国东北地区的火山活动机制和深部动力学,本研究还收集了日本Hi-net台网879个台站记录到的2008-2009年间的233个地震波形资料,从这些波形资料中提取得到了 21321条pn波到时资料。利用覆盖整个日本岛弧的pn波到时候数据反演得到了日本岛上地幔顶部速度和各向异性结构。研究结果显示,整个日本岛弧下的上地幔顶部存在很明显的pn波低速异常,与火山分布相一致,说明日本岛弧火山的形成可能与太平洋板块的西向俯冲过程中蛇纹岩迅速脱水致使热物质上涌等动力学与过程有关。在本州岛以东存在一些pn波高速异常,可能代表正在俯冲的太平洋板块。我们将研究区域扩大到整个西北太平洋俯冲带,利用日本地区Hi-net台网2008-2009年期间记录到的波形资料、研究区内IRIS数据管理中心提供的五个流动台网于2008-2011年期间记录到的波形资料以及我国东北地区固定台站2008-2016年期间记录到的波形资料,总共收集了 48772条pn波到时资料。通过反演,得到了该区域上地幔顶部的pn波速度和各向异性结构。所得到的结果与单独利用东北地区和日本地区资料得到的结果基本一致。在日本海的速度结构显示,在日本海下方的上地幔顶部存在显著的pn波高速异常,可能反映了日本海的岩石圈结构较为稳定,受西太平洋板块俯冲影响较小,而中国东北和日本岛弧下方岩石圈结构则受西太平洋板块俯冲形成的“大地幔楔”结构与动力学影响较大。

关键词：西北太平洋俯冲带 pn波成像上地幔顶部速度与各向异性板内火山深部动力学

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东北地区pn波速度结构研究

防灾减灾学报 2011年第2期27卷 53-59页

作者：贾军周仕勇孟宪森战玉明北京大学地球与空间科学学院北京100871 黑龙江省地震局黑龙江哈尔滨150090

本文利用2000年1月至2011年2月黑龙江省地震台网的数字地震波形记录中2158条pn波到时数据,并结合1985～2008年的中国地震年报数据中提取的10641条pn波到时数据,反演了中国东北地区(东经110°—136°、北纬35°—55°)的pn波速度结构,结... 详细信息

本文利用2000年1月至2011年2月黑龙江省地震台网的数字地震波形记录中2158条pn波到时数据,并结合1985～2008年的中国地震年报数据中提取的10641条pn波到时数据,反演了中国东北地区(东经110°—136°、北纬35°—55°)的pn波速度结构,结果表明东北地区上地幔顶部速度结构的横向变化与现代构造运动有明显的关联:上地幔顶部pn波速度低值区与中国东北地区火山活动区域有很好的一致性;松辽盆地地区pn波速度显然高于其周边区域。东北地区强震大都发生在pn波的速度低速带或速度过渡带,反映出上地幔顶部的流变性对构造应力的传递起着重要作用。

关键词： pn波成像东北地区

基于台站间pn波到时差数据研究龙门山断裂带及邻区上地幔顶部pn波速度结构

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