遼寧地區地殼及上地幔各向異性初步研究

太齡雪 高 原 石玉濤

（中國地震局地震預測研究所，北京 100036）

在地殼中產生各向異性的主要因素是大量充滿液體的定向排列的微裂隙，當剪切波穿過這種各向異性介質傳播時會分裂為快剪切波和慢剪切波。快剪切波的優勢偏振方向與裂隙走向一致，與原地主壓應力方向一致；慢剪切波的時時延遲與介質的各向異性程度有關。上地幔各向異性普遍認為是由上地幔礦物（主要為α-橄欖石）的晶格優勢方平引起的，并與板塊運動和構造作用有關。當地幔在高溫下流動時，橄欖石晶體會發生定向排列，長軸沿流動方向展布，在局部范圍內會形成相當規模的各向異性，快剪切波偏振方向與地球深部動力學運動過程有關，慢剪切波時時延遲能夠反映動力學過程中的詳細信息。

遼寧地區的總體形態為北東走向的條塊狀。遼寧地區中部為下遼河盆地，東西兩側為山地隆起。區域內遍布北東向斷裂，規模較大，活動形跡顯著。遼寧地區地震活動較強，震級可達7～8級，但頻度較低。1970—2000年期時該地區共發生過4次震群活動，其中成功預報的地震有兩次，分別是1975年的海城地震和1999年的岫巖地震。本研究主要使用遼寧遙測數字地震臺網記錄的1999年6月至2004年12月的S波波形和2007年8月至2012年1月的SKS、SKKS和PKS波波形，分別采用剪切波分裂SAM分析方法和Silver&Chan方法，分析了遼寧地區地殼和上地幔各向異性特征。

地殼各向異性研究共使用了8個臺站的波形，而上地幔各向異性的研究使用了14個臺站的波形。本研究結果表明，在地殼各向異性研究中，大部分臺站的快剪切波優勢偏振方向為NEE近E-W向，與該地區的主壓應力場方向一致，與華北北部近E-W向的構造應力場方向一致。在地幔各向異性研究中，大部分臺站的快剪切波偏振方向同樣為NEE近E-W向，而平于遼東臺隆與下遼河斷陷邊界處的2個臺站的快剪切波偏振方向為近NE向，與遼東臺隆與下遼河斷陷邊界帶的走向一致。

CHY臺和KDN是同時觀測到地殼和地幔各向異性的臺站，但這2個臺站的地殼和地幔快剪切波偏振方向都不一致。CHY臺的地殼快剪切波偏振方向為NE向，與該臺附近的北票－朝陽斷裂的走向一致；地幔快剪切波偏振方向為近E-W向，可能與印度板塊與歐亞板塊的強烈碰撞引起的物質向東擠出有關。KDN臺的地殼快剪切波偏振方向為NW向，寬甸地區有一個局部的凹陷，我們認為可能是受到NW向的盆地與隆起邊界的復雜地質構造的影響，或者KDN臺的北緣可能有一條NW向的斷裂控制著該盆地；地幔快剪切波偏振方向為NEE近E-W向，與其他臺的結果一致。不過由于CHY臺和KDN臺的地殼各向異性研究中，分別只用到3條和1條有效數據，因此還需要更多資料的證實。