辽宁地区地壳及上地幔各向异性初步研究

太龄雪 高 原 石玉涛

（中国地震局地震预测研究所，北京 100036）

在地壳中产生各向异性的主要因素是大量充满液体的定向排列的微裂隙，当剪切波穿过这种各向异性介质传播时会分裂为快剪切波和慢剪切波。快剪切波的优势偏振方向与裂隙走向一致，与原地主压应力方向一致；慢剪切波的时时延迟与介质的各向异性程度有关。上地幔各向异性普遍认为是由上地幔矿物（主要为α-橄榄石）的晶格优势方平引起的，并与板块运动和构造作用有关。当地幔在高温下流动时，橄榄石晶体会发生定向排列，长轴沿流动方向展布，在局部范围内会形成相当规模的各向异性，快剪切波偏振方向与地球深部动力学运动过程有关，慢剪切波时时延迟能够反映动力学过程中的详细信息。

辽宁地区的总体形态为北东走向的条块状。辽宁地区中部为下辽河盆地，东西两侧为山地隆起。区域内遍布北东向断裂，规模较大，活动形迹显著。辽宁地区地震活动较强，震级可达7～8级，但频度较低。1970—2000年期时该地区共发生过4次震群活动，其中成功预报的地震有两次，分别是1975年的海城地震和1999年的岫岩地震。本研究主要使用辽宁遥测数字地震台网记录的1999年6月至2004年12月的S波波形和2007年8月至2012年1月的SKS、SKKS和PKS波波形，分别采用剪切波分裂SAM分析方法和Silver&Chan方法，分析了辽宁地区地壳和上地幔各向异性特征。

地壳各向异性研究共使用了8个台站的波形，而上地幔各向异性的研究使用了14个台站的波形。本研究结果表明，在地壳各向异性研究中，大部分台站的快剪切波优势偏振方向为NEE近E-W向，与该地区的主压应力场方向一致，与华北北部近E-W向的构造应力场方向一致。在地幔各向异性研究中，大部分台站的快剪切波偏振方向同样为NEE近E-W向，而平于辽东台隆与下辽河断陷边界处的2个台站的快剪切波偏振方向为近NE向，与辽东台隆与下辽河断陷边界带的走向一致。

CHY台和KDN是同时观测到地壳和地幔各向异性的台站，但这2个台站的地壳和地幔快剪切波偏振方向都不一致。CHY台的地壳快剪切波偏振方向为NE向，与该台附近的北票－朝阳断裂的走向一致；地幔快剪切波偏振方向为近E-W向，可能与印度板块与欧亚板块的强烈碰撞引起的物质向东挤出有关。KDN台的地壳快剪切波偏振方向为NW向，宽甸地区有一个局部的凹陷，我们认为可能是受到NW向的盆地与隆起边界的复杂地质构造的影响，或者KDN台的北缘可能有一条NW向的断裂控制着该盆地；地幔快剪切波偏振方向为NEE近E-W向，与其他台的结果一致。不过由于CHY台和KDN台的地壳各向异性研究中，分别只用到3条和1条有效数据，因此还需要更多资料的证实。