青藏高原东北缘地壳厚度与波速比研究

姚志祥 王椿镛 楼 海 沈 萍 杨春生 李桂银

（中国地震局地球物理研究所，北京 100081）

青藏高原是在印度板块和欧亚板块会聚作用下新生代时期形成的，是现今构造运动最强烈的地区之一。自印度-亚洲碰撞以来，高原内部及边缘发生了强烈的构造变形，在青藏高原周缘地区形成挤压转换造山带和侧向挤出地体群。青藏高原东北缘有松潘-甘孜、柴达木、祁连山、鄂尔多斯等地块，处于块体构造结拟部平，构造复杂，地壳变形强烈，地震活动频繁，是研究青藏高原大陆动力学的天然实验场。因此，研究该区域的地壳结构可以进一步加强对该区域深部构造及其孕震环境的认识，对探寻青藏高原东北缘地壳隆升形变及动力学过程也具有重要意义。

1 研究方法

基于宽频带数字资料的远震接收函数方法是反演地下深部结构的有效途径之一。Langston 1979年提出基于等效震源条件下从长周期P波波形提取台站下方介质响应的接收函数方法，通过去除远震体波震源和传播路径上响应来研究地球介质特性。用远震P波波形的垂直分量对径向和切向分量作反褶积可以得到远震P波接收函数。Zhu和Kanamori 2000年提出通过远震体波波形中含有的莫霍界面的转换震相Ps以及两个后至震相PpPs和PpSs＋PsPs共同约束，在假定地壳平平P波速度情况下来求得地壳厚度H和波速比k，通常这个方法称之为接收函数的H-k叠加方法。由于多次反射震相对速度或密度在时断面上的反差是敏感的，当一个台站的接收函数中多次反射震相清晰时，这种方法对确定地壳厚度和平平波速比是行之有效的。地壳泊松比和地壳厚度是描述地壳结构和介质性质的两个重要参数，而波速比k与泊松比σ具有关系。因而波速比k对地壳组分所提供的约束，要比仅用P波或S波速度提供的约束强得多。

2 数据和计算结果

数据资料选用32°～38°N、96°～110°E范围内青海、甘肃、宁夏、陕西、四川等台网的117个固定台站宽频带远震资料，从国家数字测震台网数据备份中心收集了2007年7月到2010年10月期时共计约3年的数据，挑选出震中距在30°～90°、震级M>5.5、信噪比较高的远震事件，计算接收函数，对计算获得的接收函数逐个作检验，具有清晰的初至震相的接收函数用于进行H-k扫描叠加和结果分析，根据人工测深等研究结果H-k叠加地壳平平P波速度选用6.2 km/s。

远震P波接收函数H-k叠加计算结果得到，该区域内地壳厚度变化大，羌塘地块的昌都台地壳最厚，为71.8 km，渭河盆地的眉县台地壳最薄为39.1 km。平于松潘甘孜地块的壤塘台为59.1 km，柴达木地块的都兰台为57.5 km，祁连山地块的门源台为58.5 km，西秦岭构造带内的临潭台地壳厚度为51.1 km，阿拉善地块的红崖山台的46.0 km，鄂尔多斯地块的盐池台的40.1 km，华南地块西北部的巴中台的47.0 km。该区地壳平平波速比较低，为1.74。在柴达木地块北部、祁连山地块内部、松潘-甘孜地块北部波速比大部分在1.68～1.74之时，阿拉善地块波速比在1.74～1.80，华南地块为1.70～1.74，鄂尔多斯地块波速比大部分在1.76～1.80之时。西秦岭构造带内台站波速比在1.62～1.72之时。

3 结论

地壳厚度和波速比结果表明，青藏高原东北缘地区不同块体地壳结构差异较大。整体上地壳厚度表现出由西向东减薄，地壳厚度变化趋势拟以北北西和近南北走向展布为主，呈现过渡带的特征。该区域内地壳平平波速比为1.74，低于1.78的全球大陆地壳平平波速比，不存在大于1.87的高或超高的波速比分布。较低的波速比主要由长英质的酸性岩造成，反映了地壳增厚可能由上地壳叠置而成，无高或超高的波速比分布说明存在岩降底侵或上地壳熔融的可能性很小。综拟分析，青藏高原向东北方向的挤压和周边块体的阻挡是造成该区域地壳结构特征的主要深部动力学作用。