汶川地震區(qū)地殼上地幔三維S波速度結(jié)構(gòu)初步研究

劉啟元 李 昱 陳九輝 齊少華 李順成 郭 飚 王 峻

（中國地震局地質(zhì)研究所地震動力學國家重點實驗室，北京 100029）

汶川地震區(qū)地殼上地幔三維S波速度結(jié)構(gòu)初步研究

Three－dimensional S－wave velocity structure of the crust and upper mantle beneath the Wenchuan earthquake region

劉啟元 李 昱 陳九輝 齊少華 李順成 郭 飚 王 峻

（中國地震局地質(zhì)研究所地震動力學國家重點實驗室，北京 100029）

2008年5月12日汶川MW7.9地震發(fā)生在龍門山斷裂帶。龍門山斷裂帶及其鄰域的地殼上地幔三維速度結(jié)構(gòu)的研究對于理解汶川大地震的動力學背景具有重要的意義。2006年10月至2009年10月，在國家重大基礎(chǔ)研究項目（973）的支持下，中國地震局地質(zhì)研究所地震動力學國家重點實驗室在川西地區(qū)（26°～32°N，100°～105°E）布設(shè)了由297臺寬頻帶數(shù)字地震儀組成的流動觀測臺陣（簡稱川西臺陣）。根據(jù)川西臺陣記錄的環(huán)境噪聲和遠震波形數(shù)據(jù)，利用噪聲成像技術(shù)和接收函數(shù)方法，我們研究了川西地區(qū)（29°～32°N，100°～105°E）地殼上地幔100km深度范圍內(nèi)的三維S波速度結(jié)構(gòu)。本文得到的結(jié)果為研究川西高原和四川盆地的地殼結(jié)構(gòu)提供了新的高分辨率觀測證據(jù)。我們的結(jié)果表明：

1）觀測臺陣覆蓋的川滇地塊、松潘－甘孜地塊和四川盆地的地殼上地幔S波速度結(jié)構(gòu)具有顯著差異，龍門山斷裂和鮮水河斷裂帶，作為地塊間的邊界斷裂帶，對兩側(cè)地殼結(jié)構(gòu)具有明顯的控制作用。

2）觀測臺陣覆蓋區(qū)域的地殼厚度存在明顯差異，川滇地塊的地殼厚度為60～64km，松潘－甘孜地塊的地殼厚度為52～56km，四川盆地前陸的地殼厚度為46～52km，沿龍門山斷裂帶松潘－甘孜地塊和四川盆地形成鑲嵌結(jié)構(gòu)，汶川地震震中處南北兩側(cè)的殼幔邊界存在約6km的斷錯。

3）四川盆地前陸低速特征表明相應(yīng)區(qū)域存在厚度8～10km的沉積蓋層，松潘－甘孜地塊和川滇地塊的中下地殼具有大面積分布的S波低速區(qū)，松潘－甘孜地塊地殼平均泊松比高達0.29～0.31，汶川地震余震絕大多數(shù)分布在低速區(qū)上方的高速介質(zhì)區(qū)域內(nèi)，而四川盆地的中下地殼呈現(xiàn)整體性的高速特征，以汶川地震的震中為界，龍門山斷裂帶北段和南段的S波速度結(jié)構(gòu)顯示了明顯的速度分段特征，其北段的S波速度總體上高于南段。

4）本文給出的研究區(qū)地殼三維S波速度結(jié)構(gòu)表明，川西高原中下地殼較為軟弱，而四川盆地中下地殼的強度應(yīng)明顯高于松潘－甘孜地塊，意味著四川盆地堅硬中下地殼可以阻擋松潘－甘孜地塊向東的逃逸；另一方面，川西高原和川滇地塊的中下地殼雖然均存在大面積的S波低速區(qū)，但松潘－甘孜地塊內(nèi)的地殼速度結(jié)構(gòu)相對來說較為復(fù)雜，并形成了高、低速相間的結(jié)構(gòu)特征，表明在四川盆地的阻擋作用下，該地塊形成了折皺變形的結(jié)構(gòu)。

5）與S波低速區(qū)相應(yīng)，松潘－甘孜地塊和川滇地塊中下地殼應(yīng)處于部分熔融的狀態(tài)，這對該區(qū)域存在中下地殼通道流（Channel flow）的推斷是一個支持；但是，松潘－甘孜地塊內(nèi)是否存在中下地殼通道流仍有待進一步的深入研究。

6）接收函數(shù)方位各向異性的偏振分析表明，以汶川地震震中為界，龍門山斷裂西南側(cè)處于擠壓狀態(tài)，而其東北側(cè)的主壓應(yīng)力方向與斷層走向大體平行，推斷先存應(yīng)力場可能驅(qū)動了汶川地震逆沖破裂之后沿龍門山斷裂向北東方向的走滑破裂。

P313；

A；

10.3969/j.issn.0235－4975.2010.06.013

壓的構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)物，不只是逆沖斷裂系中的簡單捩斷層。