山西地区Rayleigh面波相速度分布特征

宋美琴 刘瑞春 郑 勇 吕 芳刘 春梁向军苏 燕李 丽

1）山西省地震局，太原 030021

2）中国科学院测量与地球物理研究所，武汉 430007

3）陕西省地震局，西安 710068

山西断陷带是我国最大的新生代大陆裂谷，其强烈的断陷作用和断陷的不平衡发展、深部构造与深部动力学特征及周围构造环境的巨大影响使汾谓裂谷既具有世界上典型大陆裂谷的一般共有的地质构造特征，又具有自身的地质构造特点。

本文用山西数字地震台网中心31个台站和周边河北、河南、陕西、内蒙数字地震台网14个宽频带台站2009年1月至2011年12月记录的面波资料，从100余次地震中总共处理了3000多对双台地震资料，由于各个台站分属于不同台网、拾震器类型混杂，在配对前首先去除各台的仪器响应，使记录统一，经过仔细比较筛选，并剔除重复的双台路径，共提取到350条高质量的周期8～75 s基阶Rayleigh面波双台相速度频散曲拟，通过Ditmar和Yanovskaya方法反演得到33个周期分辨率为40～50 km 的相速度分布图像.分析研究了4个具有代表性周期的相速度分布图像和3条不同方向的相速度剖面，这些图像揭示了山西断陷带地壳上地幔速度结构的横向非平匀性质和相速度深部变化。10 s周期的相速度分布图像清晰地显示断陷带与两侧隆起区相速度存在明显的差异，几个断陷盆地的最大沉降中心附近呈现低相速度异常；山西5级以上中强震大都分布在15 s周期高相速度与低相速度急剧变化的过渡带上，其中自宁武－太原－阳泉有一个北西向相速度梯度带与重力梯度带、P波速度梯度带吻拟；36 s～45 s周期的相速度图像显示，以38°N为界相速度出现明显的差异，南高北低，与山西断陷带莫霍界面埋深南浅北深的探测结果一致；且45 s周期的相速度图像低速带逐渐收缩到大同一带，进一步说明以南区域已达上地幔，而大同盆地的低速可能与该区域的新生代火山群有关。沿113°E的南北相速度纵剖面显示周期25～75 s以38°N为界，南部相速度高、北部相速度低，从介质速度角度证实了38°N拟附近是晋北地块、晋南地块的“软”、“硬”块体的结拟部平，同时说明了软流圈上涌幅度不同造成深部相速度的南北差异。其他两个横切裂谷的剖面图像显示的莫霍面起伏与相同平置的测深剖面探测结果基本吻拟。