帕米尔东北缘地壳结构的P波接收函数研究

唐明帅郑 勇葛 粲王海涛冀战波孔祥艳魏 斌李志海新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室，武汉 430077合肥工业大学，合肥 230009

帕米尔东北缘地壳结构的P波接收函数研究

唐明帅1）郑 勇2）葛 粲3）王海涛1）冀战波1）孔祥艳1）魏 斌1）李志海1）
1）新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011
2）中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室，武汉 430077
3）合肥工业大学，合肥 230009

帕米尔东北缘位于天山褶皱带、西昆仑造山带和塔里木盆地3个构造单元的衔接地带，是我国大陆受板块动力作用最强烈的地区、也是我国地震活动最频繁的地区之一。弧形的帕米尔高原和近EW向的天山为该地区的隆升单元，独特的构造特征和现今仍然活跃的构造运动使帕米尔东北缘在大陆动力学和造山带变形研究中占据非常重要的地位。关于研究区造山带隆升的动力学机制，目前提出了多种模型。

这些模型各有其合理性，但任何一种模型都面临解释一些地质问题或构造过程的局限。要全面认识帕米尔东北缘的盆山接触关系和造山带隆升的动力学过程需要来自更多学科和领域的研究及观测证据。

尽管不同模型强调的机制各不相同，但其共同之处就是所有模型的动力学过程都伴随着地壳的缩短和变形。地壳厚度是描述地壳结构及其演变的重要参数，记录了地壳生长与经历的地球动力学过程，是人们认识地球演化的关键证据。同时，地壳在缩短和变形的过程中，会伴随地壳介质的物理或者化学变化，泊松比是反映地壳形变特征、地壳物质成分和地壳介质力学性质的重要参数。因此，研究帕米尔东北缘地壳厚度-泊松比的分布特征和壳内界面的深度，将为进一步分析该区域的盆山耦合关系、西昆仑和西南天山隆升的动力学过程和机制提供重要的约束。

远震体波接收函数仅与台站下方的介质结构有关，而基本上与震源和传播路径无关，它是利用远震入射到台站下方的Ps或Sp转换波来探测地下速度间断面，因此，该方法是现阶段国内外运用远震波形数据获得地震台站下方间断面深度的最有效手段。2007年建成的新疆数字测震台网，使位于帕米尔东北缘的数字测震台网密度显著提高，为研究帕米尔东北缘区域的地壳厚度和泊松比分布提供了良好的基础。我们收集了位于帕米尔东北缘12个固定数字地震台站和天山动力学Ⅱ期10个流动宽频带数字地震台站记录的远震波形数据，应用接收函数的H－K叠加方法和贯续H－K叠加方法研究了帕米尔东北缘的莫霍面深度-地壳泊松比特征，同时还对帕米尔东北缘部分台站下方的壳内间断面深度进行了分析。

研究结果发现：①帕米尔东北缘的Moho面起伏变化剧烈，总体分布呈现东薄西厚、南厚北薄特征，由塔里木盆地向天山延伸，地壳厚度约从45 km加深到55 km，从塔里木盆地向西昆仑山延伸，地壳厚度约从45 km加深到69 km；②沿着天山动力学Ⅱ期剖面，位于塔里木盆地北缘台站壳内间断面的深度约为13～16 km，向北进入天山南麓加深到20 km左右，继续向北进入南天山山区壳内间断面不明显，可能暗示塔里木盆地基底向北俯冲，俯冲距离可能到达南天山山前；③研究区地壳泊松比变化复杂（约从0.20～0.31），显示地壳物质组成的复杂性和显著的不均匀构造；④整个研究区地壳厚度和泊松比之间没有明显相关性，但天山动力学Ⅱ期剖面结果表明，从塔里木盆地北缘到西南天山，地壳厚度和泊松比之间存在反相关关系，意味着天山地壳的增厚可能主要是通过以长英质岩石为主要组成成分的上地壳叠置而成；⑤研究区全部地震台地壳厚度与海拔高程的线性回归方程表明地壳厚度与海拔的相关性相对较弱（相关系数为0.66），天山动力学Ⅱ期流动台站的地壳厚度与海拔具有很好的相关性（相关系数为0.85），可能表明沿该剖面地壳整体上处于相对均衡的状态。