青藏高原东缘及周边区域岩石圈各向异性和变形特征研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41274093
项目类别：
面上项目
资助金额：
80.0万
负责人：
沈旭章
依托单位：
甘肃省地震局（中国地震局兰州地震研究所）
学科分类：
D0407.地球内部物理和地球动力学(含地热学)
结题年份：
2016
批准年份：
2012
项目状态：
已结题
起止时间：
2013-01-01 至2016-12-31

项目参与者：
宋德濡；梅秀苹；刘旭宙；秦满忠；张淑珍；高安泰；卜玉菲；李翠芹；
关键词：
SKS分裂岩石圈各向异性接收函数青藏高原东缘

项目摘要

The deformation of the lithosphere of Tibet and its adjacent is the focus of the study of the Tibet uplift, which is also the key to answer the questions-how does the Tibet uplift and where have the material produced by the crust shortenning go. The most important parameter of the deformation of lithosphere is the distribution of anisotropy in different depth. The receiver function is sensitive to the contrast of the velocity structure around the discontinuity or the depth characteristic of the anisotropy, while the SKS splitting is sensitive to the average anisotropy. So these two methods are complementary. Based on the numerical tests, we plan to invert the lithospheric anisotropic structure with neighbourhood algorithm method. The tele-seismic receiver functions and SKS splitting will be used to invert the lithospheric structure beneath more than 300 permanent stations and dense seismic array in the eastern margin of Tibet and its adjacent area. The depth characteristic of the lithospheric anisotropy will be given important consideration, then the reliable model of the lithosphere deforamtion will be constructed.

青藏高原隆升机制研究中存在争议的一个焦点问题就是关于高原及其周边区域岩石圈的变形方式，这一问题是回答青藏高原隆升及地壳缩短过程中物质流向何处的关键。岩石圈各向异性的空间分布特征是岩石圈变形最重要的参数。由于接收函数对界面附近介质参数的变化及各向异性的分层特征较为敏感，而SKS波对介质内部平均各向异性较为敏感，因此二者具有互补优势。本申请充分利用这种优势，在已进行的数值试验基础上，拟研究远震接收函数和SKS横波分裂联合反演岩石圈变形特征参数的方法。并将该方法应用于青藏高原东缘及周边300多个宽频带固定台站和我们已经布设的高密度台阵资料，重点研究该区域岩石圈各向异性的深度分布特征，据此构建地震台站下方合理的岩石圈变形模型。

结项摘要

本课题发展了利用接收函数研究地壳及岩石圈正演和反演两种方法。开发了计算P/S波接收函数的自动处理方法和程序。研制了利用近震波形幅度，特别是影区特征研究地壳及岩石圈内部低速层的方法。尝试了利用和震相到时研究壳内康拉德界面的方法。利用以上方法，主要得到如下结果。（1）在青藏高原东北缘，发现下地壳存在各向异性低速层，且其快轴方向和根据地形资料得到的地壳流的方向趋于一致。（2）根据固定台站P/S波接收函数成像结果，得到了青藏高原东北边界岩石圈变形特征。结果我们提出了青藏高原东北缘亚洲岩石圈和青藏高原岩石圈相互作用的动力学模型，即亚洲岩石圈在边界区域的变形是一种被动的有限的变形，且变形止于边界区域。（3）利用海原断裂附近高密度宽频带流动台阵资料，研究了青藏高原东北角地壳岩石圈结构。结果表明青藏高原下方岩石圈中的物质再向东北方向运移的过程中，收到周边地块阻挡改变了方向，扩展到了阿拉善和鄂尔多斯地块之间的银川地堑。银川地堑活跃的大地震以及发育的正断层也是这种深部物质运移的主要体现。（4）通过分析近震波形幅度中的影区特征，发现在青藏高原东部岩石圈内存在低速层。（5）在位于青藏高原东北缘的甘东南地区，发现了康拉德界面存在的证据。该结果表明在构造活跃的区域也可能存在康拉德界面。以上青藏高原东缘及东北缘岩石圈深部结构结果，对于建立完整的高原隆升和横向生长模式具有重要科学意义。（6）通过对全球台网资料的处理叠加，发现了在300km深度和600km深度分别存在一个高速和低速间断面，分别对应相变间断面和古老海洋俯冲板块中洋壳物质的残留。该结果对于大尺度地球动力学模型的建立及地球的演化历史具有重要意义。本课题资助标注发表文章14篇。SCI检索8篇（1区2篇，2区3篇）。在该课题资助下，指导研究生完成硕士论文3篇。参加国内外会议20人次。