基于P波三重震相研究青藏高原上地幔速度结构及其动力学意义

Upper Mantle Velocity Structure and Its Dynamic Implications beneath the Tibetan Plateau from Triplicated Seismic P Waveforms

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摘要青藏高原因其复杂的结构和演化历史,一直都是研究大陆碰撞、构造运动及其动力学的热点区域.本文采用三重震相波形拟合技术,基于中国地震观测台网和大型流动台阵记录到的某地震P波垂向记录,获得了包括拉萨、南羌塘和松潘甘孜地块在内的青藏高原上地幔P波速度结构.结果表明:① 拉萨和南羌塘地块下方地幔过渡带存在高速异常,推测是俯冲的印度板片滞留体,过渡带底部的板片残余温度较低,使得660-km相变滞后约3～8 km.而松潘甘孜地块下方过渡带同样存在高速异常,可能是欧亚岩石圈发生拆沉进入地幔过渡带所致.这说明印度板块俯冲作用的影响已经到达地幔过渡带,其俯冲前缘位于班公怒江缝合带附近.② 从拉萨、南羌塘到松潘甘孜地块,200 km之上的地幔岩石圈高速盖层速度由南向北逐渐减小,松潘甘孜地块则出现盖层缺失.推测受小规模地幔对流或者热不稳定性的影响,在南羌塘和松潘甘孜地块,增厚的欧亚岩石圈发生拆沉作用,岩石圈被减薄和弱化,造成羌塘地块上地幔低速和松潘甘孜地块上地幔高速盖层缺失.拆沉的冷的欧亚岩石圈可能部分停留在410-km上方,使得410-km抬升约10 km,部分沉入地幔过渡带,表现为松潘甘孜地块地幔过渡带中存在高速异常.低温造成660-km下沉约8 km,导致地幔过渡带增厚.