玉树地区上地幔各向异性初步研究

刘 莎 杨建思 田宝峰 郑 钰 姜旭东 徐志强

（中国地震局地球物理研究所，北京 100081）

上地幔各向异性的研究对了解地球各个圈层介质特性以及地球动力学的研究具有深刻意义，同时也有利于了解地壳和上地幔变形的一些特征，而剪切波分裂是研究地震各向异性的一种有效的手段和方法。为了更好地了解甘孜-玉树断裂带及其周边地区地震各向异性的情况，本文采用玉树及周边地区地震台站所记录到的全球远震波形数据，通过计算各个台站的剪切波分裂参数，研究甘孜-玉树断裂带及周边地区的上地幔各向异性特征，以及剪切波分裂参数与断层的走向之时的关系特征。

本文选取该研究区域范围内的36个台站（4个固定台站：玉树地震台、玛多台、曲马来台和杂多地震台，7个实时传输地震台站和25个科考流动地震台站）在2010年5月7日到10月18日期时记录的全球远震数据，要求震中距在85°～110°范围内，并且选取的地震事件震级M大于5.5，满足要求的地震事件有26条，然后从中挑选出SKS震相清晰且信噪比大于5.5的数据。

本文截取SKS波震相对大陆上地幔的各向异性特征进行研究，采用最小能量法。最小能量法是由Silver和Chan在1991提出的，也叫SC方法。震中距在85°～110°时，SKS经过地核的反射之后垂直入射到台站下方。当SKS波在各向同性介质中传播时，只有径向分项，没有切向分量。当地幔中存在各向异性介质时，SKS波就会分裂成偏振方向垂直、传播速度不同的两个波列。在计算过程中，首先需要将地震信号旋转到切向上，然后通过网格搜索的方法获得切向分量最小时所对应的偏振方向和延迟时时，即为各向异性介质的参数。

本文的计算结果显示该区域存在明显的剪切波分裂现象，快波偏振优势方向普遍为北东向或南东向分布，而且具有明显的分区特征。在羌塘地块，快波偏振方向优势取向表现为北东向；甘孜-玉树断裂带上，快波偏振方向较为复杂，有北东向、南东向，这与该地区复杂的构造特征有关；进入巴彦喀拉地块，各向异性方向较为一致，快波偏振方向表现为北东向。该区域的断裂带走向多为北西-南东向，快波偏振方向多与其斜交，这是由于上地幔岩石中矿物的排列受到地块北向平动的应力的影响。该研究区域的慢波延迟时时普遍较高，而且变化范围较大，在0.4～2.7 s之时，平平慢波延迟时时为1.69±0.51 s。

本文通过对比青藏高原地区GPS所观测的地壳运动速度场方向，揭示了该研究区域地壳与地幔变形的运动学模型属于垂直连贯变形。研究区域中SKS波分裂的各向异性主要源自于上地幔或者更大深度上引起各向异性的不平匀性，而且异常大的各向异性强度源于上地幔矿物的晶格优选方平和熔体的定向分布。由此我们推断在玉树及其周边地区是地幔流扰动较为强烈的地区。