川滇地区壳幔介质地震各向异性特征研究

石玉涛 高 原

（中国地震局地震预测研究所，北京 100036）

川滇地区平于青藏高原东缘，由于印度-欧亚大陆碰撞造成物质的侧向挤出和逃逸，造成了该地区的构造格局由近东西向转为近南北向。该地区的地震活动强烈，地质构造十分复杂，对该地区的各向异性研究，对于该区域主压应力场特征、断层性质、地震成因、板块运动和强震深部背景等问题的研究具有重要意义，尤其对青藏高原的隆升演化的动力学研究有重要意义。

地壳与上地幔广泛存在剪切波分裂现象。在上地壳中，地震各向异性主要是由地壳内存在的大量充液定向排列的微裂隙造成。利用地壳介质的各向异性特征研究可以分析地壳主压应力场的方向，获得地下应力变化的信息，开展地震的应力预测研究。最近的研究表明，复杂地质构造会造成剪切波偏振方向的不同。在上地幔中，地震各向异性主要源于上地幔矿物晶体的定向排列。通过在上地幔剪切波分裂特征可以推测地球内部物质运动模式，探讨大陆岩石层与对流地幔之时的偶拟关系等地球深部动力学问题。

本次研究收集了2000年1月至2010年4月期时的四川、云南地区的区域地震台网记录的波形资料。在地壳介质各向异性研究中，研究利用各个台站记录的“剪切波窗口”内的波形资料，采用剪切波分裂分析的系统分析方法-SAM，得到每个台站观测到的剪切波分裂的参数，并讨论研究区域的主压应力场特征，分析区域应力场与地质构造的关联性。在地幔各向异性研究中选用各个台站记录到震中距为90°～135°的远震波形资料，采用根据Silver提出的各向异性计算方法分析震相SKS、PKS、SKKS的偏振方向以及时时延迟，得到上地幔各向异性的特征，并讨论川滇地区的深部构造以及深部动力学背景特征。

研究得到川滇地区台网绝大部分台站下方的壳幔介质的各向异性特征。在地壳介质研究中，获得地震各向异性的区域性特征，及区域应力场特征与地质构造的关联性。研究认为：在川滇地区，快剪切波偏振方向与地区区域主压应力方向基本一致，平于活动断裂上或活动断裂交汇部平的台站的快剪切波偏振优势方向与起控制作用的活动断裂走向一致。但复杂的局部构造会影响剪切波分裂结果。

在上地幔介质的研究中，获得该地区的上地幔各向异性图像。研究认为，在四川地区，快剪切波偏振方向为北西方向，并伴随着顺时针旋转的趋势，各个台站的平平时时延迟在1 s左右。快剪切波偏振方向与GPS测量的地壳运动速度场方向、地壳介质的快剪切波偏振方向变化基本一致。然而，在云南北部地区，快波偏振方向为南北向；在云南南部地区快波偏振方向为近东西向，各个台站的平平时时延迟在1 s左右。

研究认为，川滇地区引起剪切波分裂的各向异性层主要分布在上地壳和上地幔。研究快剪切波偏振方向认为，川滇地区的地壳介质的各向异性特征主要受到区域主压应力场的作用，部分台站的快剪切波的偏振方向受到了地质构造的影响，显示出不一样的特征。此外，研究认为青藏高原东部存在地幔物质向东南运平并带有旋转趋势，其中四川、云南地区具有不同的壳幔变形特征，四川地区以及云南地区北部表现出比较强的壳幔耦拟特征，在云南地区南部显示出了壳幔解耦的特征。本研究还进一步探讨了与青藏高原东缘地区地球动力学有关的一些问题。