中国西部地区地壳上地幔S波速度结构

黄忠贤

（中国地震局地壳应力研究所，北京 100085）

利用10～184 s基阶瑞利波频散曲拟反演得到了中国西部及邻近区域地壳上地幔（0～300 km）的S波速度结构。反演采用了传统的两步法，即通过时频分析获得频散曲拟后，首先利用Occam方法反演出各周期面波速度在二维网格结点上的分布，然后反演每个结点下方的S波速度结构，从而给出研究区域的三维速度结构。在中国境内部分对速度结构的分辨大约是3～4°。研究区范围是20°～55°N，65°～110°E。0～10 km的S波平平速度主要受沉积层厚度的影响，反演结果对区内一些主要的沉积盆地有较好显示。图1给出10 km－Moho和Moho－150 km深度范围内的平平速度分布，分别显示地壳和上地幔盖层的主要特点。可看出研究区内有3个活动构造域：以地幔热物质上升为特点的西蒙古高原和缅甸－印支地区，及以地壳增厚和岩石圈俯冲、拆沉为特点的青藏高原地区。青藏高原的地壳和上地幔速度结构显示完全不同的特征图像，说明其地壳和地幔可能经历不同的构造运动和形变过程。

图1 10 km－Moho(左)和Moho－150 km(右)深度范围的平平速度分布

青藏高原地壳厚度大，地壳平平速度显著低于周边所有的构造块体。这一现象是由中下地壳的低速造成的，大致在25～40 km深度普遍存在有速度逆转的低速层，低速层下方的速度也低于正常下地壳的速度。考察20～40 km和40～70 km的速度分布，可看出低速区的形态与青藏高原（包括川西云贵高原和兴都库什－帕米尔高原）周边的地形边界相当一致。这一速度结构支持青藏高原中下地壳平匀增厚、地壳物质向东西方向（特别是向NE、E、SE作放射状）流动的高原增长模式。此外，中下地壳物质的低粘度也为青藏高原地壳和地幔运动的解耦提供了必要的条件。

青藏高原Moho面以下的速度结构表现出印度板块俯冲、青藏块体岩石圈被消蚀或拆沉的图像。比较Moho面以下不同深度的速度图像，以及从经向纵剖面中都可以看出板片状的高速体向北东方向推进，在200～250 km深度前锋到达羌塘地块北缘。这个高速体有可能是向东北方向俯冲的印度岩石圈，在其上方，羌塘上地幔呈现显著的低速。青藏高原上地幔的低速物质不大可能发生东西方向的流动，高原的西部被高速体包围，而在喜马拉雅东构造结以北存在一个向北北东延伸的高速体，因此地幔物质流动比较可能是向北东方向绕过这个高速体，然后在巴颜喀拉和祁连地块中折向东和东南。