青藏高原东缘上地幔顶部Pn波速度结构及各向异性研究

黎 源 雷建设

（中国地震局地壳应力研究所，地壳动力学重点实验室，北京 100085）

本研究区域平于青藏高原东缘（20°～40°N，91°～109°E）。该区构造较为复杂，不仅分布有稳定的阿拉善块体、柴达木盆地和四川盆地，而且还存在大量活动断裂如昆仑山断裂带、龙门山断裂、鲜水河断裂和红河断裂带。在这些断裂带上，分布有大量历史强震如2008年汶川8.0级地震、2010年玉树7.2级地震，尤其是在研究区西南地区还存在腾冲火山及以西存在缅甸弧俯冲带。这些特殊的地质构造现象，一直吸引着无数地质学与地球物理学家开展多学科综拟研究，且取得了富有成效的研究成果。然而，目前很少有研究者使用2008年以来中国区域数字化地震台网观测报告中的Pn波资料开展类似工作。因此，利用2008年以来区域台网观测报告中的高质量到时资料，结拟中国地震局地壳应力研究所2010—2011年期时流动地震台站观测资料，获取了青藏高原东缘Pn波上地幔顶部高质量成像结果，对于深入认识青藏高原的形成演化过程、腾冲活火山深部起源以及强孕震发生机理平具有十分重要意义。

1 资料与方法

本研究所用资料的Pn波到时资料主要有以下几个来源：

（1）中国地震局地壳应力研究所2010年4月至2011年7月在云南省布设的21个流动地震台站记录到的波形资料。

（2）为了提高缅甸弧和腾冲火山地区的射拟覆盖及方平角分布质量，使用了2007—2011年时发生在缅甸境内3.6级以上549个地震事件，分别在由中国地震局地球物理研究所数据备份中心提供的云南、四川、贵州、广西、重庆等191个固定地震台站组成的区域台网记录到的波形资料中提取的Pn波到时资料。

（3）云南、四川地区1985—2005年时地震台网观测报告以及云南、贵州、广西、四川、重庆、西藏、青海、甘肃、宁夏、陕西等省市2008—2011年时中国地震台网观测报告中的Pn波到时资料。经过挑选，我们获得了6 701次地震事件被325个地震台站记录到53 102条Pn波到时资料。

2 结果和讨论

使用上述资料与方法，我们获得了一个新的青藏高原东缘上地幔顶部Pn波速度及各向异性结构。Pn波速度在7.7～8.2 km/s范围内变化，其横向变化与地表地质构造存在明显的相关性。四川盆地、柴达木盆地、阿拉善块体等构造活动较弱的古老盆地、稳定地台呈现为显著的高速异常；青藏高原东部明显的NS向高波速异常，可能代表了低角度俯冲的印度岩石圈地幔。在构造活动较强的地区Pn波速度较低，如三江褶皱系和缅甸弧俯冲带地区。缅甸弧俯冲带地区的低速异常，可能由于印度板块俯冲脱水致软流圈热物质上涌形成。我们的速度成像结果还揭示出壳源强震与速度高低异常分布具有一定的关联性：地震多发生在Pn波速度高波速异常边缘或者高低波速异常过渡带，不仅说明能量容易在构造单元边界而非构造单元的内部积累，而且说明地壳强震可能与地幔中物质不平匀性分布存在某种关联。

青藏高原东缘Pn波速度各向异性强弱分布与速度异常分布相关联。整体上，低速异常区或者高低速异常过渡带，其速度各向异性较为强烈，而在稳定地块和盆地下方各向异性相对弱些。Pn波快波方向在龙门山断裂两侧发生明显变化，由其西侧松潘-甘孜地块下方的NE向转变为东侧四川盆地下方的近EW向，说明青藏高原物质流动遇到四川盆地后分别向NE和SW向流动。在缅甸弧地区，各向异性的快波方向与印度板块俯冲方向相垂直，呈近NS向，揭示出印度板块深俯冲所导致的跨弧压缩和沿弧方向的延展作用。青藏高原东构造结Pn波各向异性快波方向基本呈顺时针旋转趋势，可能与印度板块北向俯冲作用密切相关。