用P波和S波接收函数联合反演方法研究中天山岩石圈速度结构

Tien Shan is recognized as the most active intraplate mountain range and the most ideal natural experimental field for intraplate orogenic research. Previous results show that the crust and upper mantle structure beneath Central and Western Tien Shan vary obviously. There may be small-scale upper mantle convection and lithospheric root detachment. But, so far,there is still no clear image of the fine layered velocity structure of the lithospheric mantle beneath Central Tien Shan and the upper mantle convection. In this study, we will obtain the lithospheric mantle velocity structure to the depth of 300 km and Poisson ratio to the depth of 100 km beneath Central Tien Shan using the P- and S-RF joint inversion technique based on the Bayesan theory. The teleseismic body waveform data are used recorded by stations of Kyrgyzstan and Kazakhstan network,stations of IRIS telemetry network KNET,and station WUS lacated at Xinjiang,China. The vertical resolution will be 2 km to 100km depth and 10km between 100km and 300km depth.Our results will provide the basis of deep structure for further exploration of the deformation relationship between layers and the dynamic mechanism of Tien Shan rebuliding since new pre-modern.

天山被公认为现今世界上唯一仍在进行强烈造山的典型和开展陆内造山研究最理想的天然实验场。前人研究结果表明，中天山下方的地壳上地幔结构存在明显的横向变化，可能存在上地幔小尺度对流及岩石圈根拆离。但是，迄今为止，仍然缺少中天山下方岩石圈地幔深度的分层精细速度结构图像以及清晰的地幔对流图像。本项申请拟利用布设在吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦的流动台站，IRIS遥测台网KNET台站以及中国新疆的WUS台共43个宽频带台站的远震波形记录及P波和S波接收函数的贝叶斯联合反演技术得到中天山下方300km深度范围内岩石圈地幔速度结构及其横向变化并给出100km深度范围内的分层泊松比，其垂向分辨率在100km以上深度为2km，在100～300km深度为10km，为进一步深入探讨中天山地壳上地幔层间的变形关系和新近世以来天山再造山的动力学机理提供深部结构依据。

本项研究利用基于贝叶斯理论的P波和S波接收函数联合反演方法和布设在中天山地区的共38个宽频带台站记录到的远震波形数据，得到了台站下方附近岩石圈地幔约300km深度垂向分辨率更高的P波和S波速度结构模型及相应的分层泊松比分布特征。结果表明，研究区莫霍面深度整体呈现西薄东厚的特征，变化范围为46～64km；岩石圈底部边界深度横向变化与地表地形密切相关，中天山山体下方岩石圈较薄，两侧刚性块体的LAB埋藏更深，变化范围在70～170km；推测软流层底部边界可能的埋藏深度变化范围为110～230km，其横向分布特征与LAB相对应；中天山北部的哈萨克地块在岩石圈深度向南俯冲的图像清晰；推测中天山南部和塔里木盆地下方的交界处的上地幔深度可能存在小尺度对流。

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