南北构造带中段地壳结构研究

赖晓玲 李松林 孙 译

（中国地震局地球物理勘探中心，郑州450002）

（作者电子信箱，赖晓玲：lxling04＠163.com）

南北构造带一直是地学界关注的焦点，它是第四纪地壳构造变动十分强烈的地震活动带、地质灾害多发带；也是地壳厚度和重力异常的陡变带，它在东亚大陆动力学研究中占有十分重要的地位。从地震活动性来看，该带有史以来曾发生过多次8级以上大震，是中国大陆地区地震活动水平最高的一个地震带。

我们在天水、武都两个8级大震区布设了两条相互垂直的高分辨地震折射剖面以及相应的非纵观测的多个扇形剖面。两条剖面，一条为北东向的天水—武都地震测线（Pf－1），长210km。另一条为北西向的成县—武山地震测线（Pf－20），长160km。两测线在礼县附近相交。综合利用二维和三维地震层析成像技术，得到了研究区的二维和三维速度结构。

1 二维资料处理及初步分析

对资料进行处理，首先计算一维速度模型，然后建立二维反演的初始模型，利用每个剖面各炮Pg、Pm 等震相的观测走时与理论走时之差，通过最小二乘法反复修改二维模型，直至最终得到满意的结果。

我们得到了两个纵剖面的二维地壳速度结构。可以看出，研究区地壳厚度以M 面为界大约为46～48km。以C界面为界，地壳沿垂向可分为上地壳和下地壳两大层。上地壳中部存在低速层，层内介质速度比背景值低0.3～0.5km／s。由于C 界面的深度沿剖面变化不大，因此，地壳厚度的变化主要是由下地壳厚度变化引起的。天水—武都剖面（Pf－1）下地壳速度在横向上变化剧烈。

2 三维资料处理及初步分析

为了得到研究区的三维结构，我们利用扇形地震剖面的资料进行反演。由于观测系统几何尺度的限制，扇形地震记录截面中包括的下地壳震相，如Pm 波、Pc波等的资料数目不多。因此，主要利用Pg波到时资料反演研究区中、上地壳的三维速度结构。

利用地震成像方法反演了扇形剖面资料，得到了研究区中、上地壳的三维速度结构。从几个深度的水平截面看，在105°E附近，在7～10km 深度范围内，存在一条近南北向的断裂带并延伸到11km，在该带的两侧速度结构有明显的差异，西侧为低速异常，而东侧为高速异常。在6km 以上，该断层不太明显。这一近南北向的断层与二维模型中的下地壳深断裂在位置上很接近。

3 区域地震台网资料的利用

我们将研究范围扩大，从大区域构造的角度探讨地壳结构。为此，收集了研究区及其外围地区区域地震资料，反演大区域的三维地壳速度结构，得到了25km 以上的三维速度结构。主要特征是，在105°E附近可以观察到一个近南北走向的低速条带，与北西向的条带相交。该区的几个大震，包括海原1920年8.6级，天水1654年8.0级和武都1879年8.0级地震均发生在105°E附近，呈一南北条带。