利用ScS多次反射震相研究日本海下方地幔转换带结构

王 新 李 娟 陈棋福

1）中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029

2）中国科学院地球深部研究重点实验室，北京100029

利用ScS多次反射震相研究日本海下方地幔转换带结构

王 新1，2）李 娟1，2）陈棋福1，2）

1）中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029

2）中国科学院地球深部研究重点实验室，北京100029

地幔转换带；ScS多次反射波

（作者电子信箱，王新：wangxin＠mail.iggcas.ac.cn）

P315.3＋1；

A；

10.3969／j.issn.0235－4975.2013.11.014

地幔转换带是联系上下地幔的纽带，对于认识地幔对流、岩石圈俯冲以及深源地震等地球深部动力学问题具有重要意义。目前，对陆地下方地幔转换带结构的研究比较详细，在海洋地区，由于地震台站分布较少，对海域下方的地幔转换带结构研究十分有限。本文采用日本F－net台阵记录到的发生在鄂霍次克海和中—俄—朝三国边境的深源地震，利用多重ScS震相方法，研究日本海以及鄂霍次克海南部的410 km和660 km间断面结构。

利用了核幔边界多次反射波ScSn、sScSn（其中n表示反射次数）及其内部界面反射波ScSn＿d－、sScSn＿d＋（其中d表示内部间断面深度，＋、－表示上下界面反射）来提取间断面深度信息。将地震记录旋转到切向分量后，可明显识别出sScSn、ScSn等震相。由于ScSn／sScSn及其内部反射波ScSn＿d／sScS＿d在震源处和台站附近具有相似的传播路径，可以通过反褶积法去除源和台站附近的横向不均匀性以及震源破裂过程的影响。对同一条记录上的多重震相分析结果叠加，得到地震事件到台站之间的平均结构信息，从而得到传统方法无法获得的海域下方间断面结构特征。

我们的初步结果表明，日本海西南部和鄂霍次克海南部的660 km间断面总体表现为下沉，而410 km间断面结构较为复杂。目前，普遍认为上地幔410 km和660 km间断面的形成与橄榄石高温高压相变相关。660 km间断面的下沉正体现了冷的俯冲板片与间断面的相互作用。观测到的410 km间断面的复杂行为与全球大尺度地震学观测吻合，即在660 km间断面发生下沉的区域并不完全对应出现410 km间断面的上隆。这可能综合体现了温度和物质组分异常的共同影响。此外，在日本海中部和北部，我们发现660 km间断面出现局部抬升。Ismail－Zadeh等采用数值模拟重构了40 Ma以来的日本海下方的热异常，提出太平洋下方的热的地幔物质在渐新世时期穿透俯冲带，向日本海方向迁移，并最终在这两个区域形成高温热异常。我们观测到的该区域660 km间断面的上升可能正反应了局部地幔热物质的影响。