华南与邻区岩石圈-软流圈结构及其深部动力过程的地震学研究

Because of the interaction of the various forces of Eurasian Plat, Pacific Plate and Indian Plate, South China and its adjacent areas (17 N-37 N, 100 E-125 E) have the special shallow and deep structures with different tectonic units. It is important to study the three dimensional velocity structures for getting the knowledge of the tectonic variaton and deep dynamic mechanism. We collect long period and broad-band continuous waveform and seismic data from the global and regional seismic networks in the study area and its surrounding area．Based on data, using ambient noise tomography, surface wave tomography and receiver function method, we simultaneously invert the fine three-dimensional velocity models of lithosphere-asthenosphere system and recognize the lithospherical boundary-field response and the asthenospherical thickness variation in the study area．The lithosphere-asthensphere system and its geodynamics are researched combining with the results of the simultaneous inversion and dynamic numerical simulation．In the study area we provide deep geophysical evidences for studying the characteristics of the several blocks, tectonic movement trajectory, deep dynamic processes and the deep tectonic settings of earthquake disaster and the oil & gas fields．

华南及其邻近区域（17 N-37 N，100 E-125 E）在欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块的共同作用下，即在多种力系作用下形成了该区独特的深浅构造格局。利用天然源地震广布台站采集的信息，深入研究该区地壳与上地幔的三维速度结构, 探讨其深浅构造变异和深部动力学机制乃为关键所在。本课题组拟利用研究区及周边国内外台网记录的长周期和宽频带的连续波形资料和地震资料，联合噪声层析成像方法、面波层析成像方法、接收函数方法，重建该研究区岩石圈-软流圈体系较精细的三维速度模型，确定研究区岩石圈的边界场效应以及软流圈的厚度变异。通过综合分析和动力学数值模拟，研究其岩石圈-软流圈体系，探讨研究区内不同块体的速度结构特征、构造运动轨迹、深部动力学过程及其与地震灾害、成矿和成油深部背景。

华南及邻近区域(17°N-37°N，100°E-125°E)位于欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块交接地带，主要包括扬子地块、华夏地块以及位于它们之间的华南褶皱系。在太平洋板块和欧亚板块的共同作用下，形成了该区独特的深浅构造格局， 深入研究该区地壳与上地幔的三维地下结构, 对探讨其构造演化和动力学机制乃为关键所在。项目组参考地学工作者在大地测量、地质、地球物理等领域的研究成果，建立了地表至地下350公里的包含速度、层厚度、密度等信息的三维地下初始模型。收集研究区及周边2011-2013年国内外长周期和宽频带地震台站记录的连续波形和地震事件波形。通过仪器响应校正等预处理后，提取连续背景噪声，对台站对的背景噪声进行互相关叠加获取台站间介质的格林函数；利用自动“频率-时间分析”方法测量噪声和天然地震面波的群速度。联合噪声和天然地震面波数据用二维球坐标系下的层析成像方法计算得到10-150秒周期的群速度分布。用HEDGEHOG非线性反演方法和局部平均最优解方法，得到研究区岩石圈-软流圈三维速度分布。挑选地震台站震中距在30-90度之间，震级大于5.5级的事件波形。利用P波和S波接收函数方法研究地壳厚度、岩石圈厚度及波速比分布。为了提高横向分辨尺度，基于已有地震台站的波形数据我们用径向基函数方法（RBF）重建地震波场。初步得到华南及其邻近区域的地壳厚度在25公里至55公里之间，郯城-庐江断裂两侧的莫霍面存在明显不同。岩石圈厚度在50公里至130公里之间。研究区的波速比分布在1.70左右，其中江南造山带的波速比相对较低，约为1.60。基于噪声、地震面波反演的速度分布及接收函数得到的地壳、岩石圈厚度和速度比分布，我们重建了研究区包含多个参数的三维地下模型。由此地下模型，我们构建跨越华南和华北地块深部介质的物理-力学模型进行数值模拟。初步显示能量释放相关的弹性应变强度最大的区域位于秦岭-大别造山带东段的北缘，并不是应力强度最大的区域。应变累积率大而导致破坏的地方与应力最大的地方并不一致，岩石圈发生整体破坏减薄的区域，与能量积累大的区域不是同一区域。扬子地块东部抬升比较明显，但抬升区域并不固定，深部可能有复杂的物质运移过程。

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