蒙古及邻区上地幔顶部Pn速度结构

汪素云 裴顺平 胥广银 高阿甲

1）中国地震局地球物理研究所，北京100081

2）中国科学院青藏高原研究所，北京100101

蒙古及邻区上地幔顶部Pn速度结构

汪素云1）裴顺平2）胥广银1）高阿甲1）

1）中国地震局地球物理研究所，北京100081

2）中国科学院青藏高原研究所，北京100101

利用Pn波层析成像方法研究中蒙地区的上地幔顶部速度结构，对了解我国北部及相邻地区强震活动的深部构造背景，理解强震发生机理与地震预测都有重要意义。本文研究范围为蒙古国及其周边地区（40°～55°N，80°～130°E），包括蒙古国、俄罗斯的贝加尔湖以及我国北部的新疆、内蒙、东北等地。为保证研究区，尤其是边界地区内有足够多的射线和广泛的覆盖，将用于反演的数据选取范围向四周各扩展5°，研究范围为（35°～60°N，75°～135°E）。

Pn震相到时数据主要取自中国地震年报（1985—2011年）以及ISC报告（1964—2011年）。为了取得可靠的反演结果，从上述资料中选用的Pn射线应符合以下条件：①震中距在1.8°～10°之间；②走时残差≤3.0 s；③每个地震的Pn射线数≥5条；④每个地震台站的Pn射线数≥5条。按上述条件共选出7 871次地震在401个地震台站上记录到的Pn射线78 364条，其中震中距在9°范围内的射线占总数的95%。

本文利用Pn走时资料，采用地震层析成像方法，反演了蒙古及邻区上地幔顶部Pn速度结构。反演结果如下：

蒙古及邻区Pn平均速度为8.08 km／s，横向速度变化量从－0.39 km／s到＋0.30 km／s。结果的分辨率在大部分地区达3°×3°；在射线密集区，如：准噶尔盆地、塔里木盆地、贝加尔湖地区，分辨率达到2°×2°；在研究区东北边缘部分及蒙古的东部，分辨率不足3°×3°。

（1）蒙古高原Pn速度变化不大（－0.13 km／s～＋0.13 km／s），平均速度为8.08 km／s。蒙古西部与我国接壤的阿尔泰山地区Pn速度呈现明显的高速异常，最大异常达0.30 km／s。贝加尔湖地区总体速度偏低，贝加尔湖西南呈现出强烈的低速度异常达－0.39 km／s，可能与该区新生代的火山活动有关。

（2）在中国北部地区得到的Pn速度变化，东部与西部存在明显差异，大致在110°E以西为速度高异常区，以东则为速度低异常区。

（3）构造上稳定的克拉通地台具有较高的Pn速度，如：准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地等；而构造上活动的强烈剪切变形带和新生代扩张盆地往往是速度低的地区，如：华北断陷盆地，贝加尔湖裂谷带。

（4）速度异常还可能与应力环境有关。挤压环境呈现速度高异常，如研究区的西部，主要受到印度板块与欧亚板块的碰撞挤压作用而处于近南北向的挤压状态中，因而呈现总体高速度异常；拉张环境呈现速度低异常，如研究区北部的贝加尔湖地区，以及东部大同盆地和渤海湾。

由于反演结果的可信度在很大程度上取决于数据的数量及质量，在研究区的边缘部分及蒙古地区，射线覆盖较稀，分辨率不足3°×3°，还需补充与积累数据后进一步研究。

蒙古；贝加尔湖；Pn速度；地震层析成像

（作者电子信箱，汪素云：wsy＠cea－igp.ac.cn）

P315.3＋1；

A；

10.3969／j.issn.0235－4975.2013.11.015

科技部资助中国地震局地球物理研究所与蒙古科学院天文与地球物理研究中心的国际合作项目（2011DFB20210），国家自然科学基金（41174036）资助。