利用s波接收函数研究hiclimb剖面岩石圈结构.doc

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中国地球物理2011
(9)岩石圈结构及大陆动力学

The lithospheric structure revealed by S receiver
functions from Hi—CLIMB experiment
徐强’赵俊猛裴顺平刘宏兵
Qiang Xu+Junmeng

Zhao

Shunping Pei

Hongbing Liu
中国科学院青藏高原研究所
北京100085
青藏高原生长的方式与过程一直是中外科学家重点关注和富有争议的前沿科学问题。自Argand的开
创性工作开始,岩石圈俯冲、均匀增厚、垂向叠置、拆沉,东向构造逃逸以及中下地壳流等机制相继被提
出来解释青藏高原岩石圈的演化过程。然而,青藏高原复杂的地球动力学过程很可能涉及的不是单一构造
运动,而是综合了上述两种或者多种构造运动。已有的大部分研究结果支持了印度板块在青藏高原下方的
俯冲,然而,由于采用的各种研究方法自身的局限性,低的数据覆盖率以及3D地幔的不均匀性,对印度
板块俯冲的几何形态以及北向边界的认识仍存在很大的争议。
准确的印度板块俯冲的几何图形和北向边界,不仅为青藏高原隆升的动力学数值模拟提供边界条件,
而且对建立俯冲前缘和地表缝合线、青藏高原阶段性抬升之间的相互关系具有重大的意义。因此,获得详
细的岩石圈结构不仅有助于解决这个争议,而且还可以加深对陆陆碰撞的动力学过程的认识。

S波接收函数包含的sp转换波避免了来自浅层间断面的多次波干扰,并且具有比面波更高的分辨率。
(LAB)等地震学间断面。我
,选取震级>,震中距分别为600~85。和850~1200的高信噪比的S
和SKS波形数据来计算s波接收函数。s波接收函数的计算采用了Yuan
et
a1.(2006)和Kumar et a1.(20I 1)
的方法,主要步骤包括坐标旋转和反卷积。同时,为了和传统的P波接收函数相比较,我们进一步反转了
S波接收函数的时间轴和振幅极性。最后,P叠加的方法,,构
建了S波接收函数深度偏移剖面。

沿着偏移剖面,我们获得的结果清楚地显示了Moho在50~70km深度范围内变化,并且Moho深度的
变化形态和已有的P波接收函数的结果基本一致。
S波接收函数的偏移图像也发现了地壳内20---40km深度范围内存在低速层。低速层的存在已经被大量
的研究结果所证实,它很可能是由于部分熔融或者含水流体的存在所引起的。另外,我们的研究结果显示
壳内低速层并没有互相连通,并且低速层的存在本身并不能确定性地推断出壳内管道流模型。
LAB的深度变化样式表明印度板块的岩石圈从喜马拉雅下方的--80krn往北俯冲,在班公湖一怒江缝
合带南部的~~130km,并且在雅鲁藏布江缝合带附近发生了从低角度到水平俯冲的转换。综
合已有的南北向剖面的LAB观测结果,我们发现LAB的深度呈现出明显的三维变