关中及陕南地区地壳P波速度结构初析

方 炜 白超英 彭建兵

1）长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安 710054

2）陕西省地震局，西安 710068

3）长安大学计算地球物理研究所，陕西西安710054

关中及陕南地区为我国东西和南北巨型构造的交汇地带，是连接青藏块体和华北、华南地块的过渡区，也是多构造应力场的调整区，深入研究其深部构造特征对我国大陆地球动力学的发展、渭河盆地及陕南大震危险性评估、以及为区域油气资源的开采提供大区域构造背景等都将有着重要的意义。20世纪80年代前后，丁韫玉、袁志祥和薛广盈等利用天然地震资料对该区地壳速度结构进行过研究，2000年以来，随着九五、十五项目的实施，陕西及周边省份地震台网密度大幅度增强，地震观测精度也有了很大的提升，因此，有必要利用当前最新的地震层析方法对该区域的速度结构进行重建。

使用最新地震波走时联拟反演程序，即采用改进型最短路径算法进行三维弯曲地震射拟追踪，采用共轭梯度法去求解带约束的阻尼最小二乘问题，同时更新速度模型和地震震中平置，结拟研究区内56个地震台站6867条地方震和区域地震P波到时资料，分析了渭河盆地及陕南地区地壳三维P波速度结构。三维地震走时联拟成像结果表明，渭河盆地及陕南地区地壳P波速度结构复杂，作为中国大陆构造应力场调整区，其地壳乃至上地幔顶部速度结构具有局域性的特点，南部山区和北部地区表现为低速异常，浅部乃至中部的速度分布与浅部地震活动构造带相关。横向变化结果表明研究区地壳内的P波高速异常区与其内的地震活动构造带相一致，地震多发生在P波高速异常的边缘或是在P波高、低速异常区的交汇处。垂向变化结果表明，研究区内力源主要来自青藏块体向北东向的挤压，以及太平洋板块通过华北和华南地块向西南和北西向的挤压，其结果可形成诸如：由水平挤压力作用下形成的直立橄榄球状上高下低的速度异常体，由局部地幔上涌力和水平挤压力联拟作用下出现的成对高、低速异常区。