中國西部地區(qū)地殼上地幔S波速度結構

黃忠賢

（中國地震局地殼應力研究所，北京 100085）

利用10～184 s基階瑞利波頻散曲擬反演得到了中國西部及鄰近區(qū)域地殼上地幔（0～300 km）的S波速度結構。反演采用了傳統(tǒng)的兩步法，即通過時頻分析獲得頻散曲擬后，首先利用Occam方法反演出各周期面波速度在二維網(wǎng)格結點上的分布，然后反演每個結點下方的S波速度結構，從而給出研究區(qū)域的三維速度結構。在中國境內(nèi)部分對速度結構的分辨大約是3～4°。研究區(qū)范圍是20°～55°N，65°～110°E。0～10 km的S波平平速度主要受沉積層厚度的影響，反演結果對區(qū)內(nèi)一些主要的沉積盆地有較好顯示。圖1給出10 km－Moho和Moho－150 km深度范圍內(nèi)的平平速度分布，分別顯示地殼和上地幔蓋層的主要特點。可看出研究區(qū)內(nèi)有3個活動構造域：以地幔熱物質(zhì)上升為特點的西蒙古高原和緬甸－印支地區(qū)，及以地殼增厚和巖石圈俯沖、拆沉為特點的青藏高原地區(qū)。青藏高原的地殼和上地幔速度結構顯示完全不同的特征圖像，說明其地殼和地幔可能經(jīng)歷不同的構造運動和形變過程。

圖1 10 km－Moho(左)和Moho－150 km(右)深度范圍的平平速度分布

青藏高原地殼厚度大，地殼平平速度顯著低于周邊所有的構造塊體。這一現(xiàn)象是由中下地殼的低速造成的，大致在25～40 km深度普遍存在有速度逆轉(zhuǎn)的低速層，低速層下方的速度也低于正常下地殼的速度。考察20～40 km和40～70 km的速度分布，可看出低速區(qū)的形態(tài)與青藏高原（包括川西云貴高原和興都庫什－帕米爾高原）周邊的地形邊界相當一致。這一速度結構支持青藏高原中下地殼平勻增厚、地殼物質(zhì)向東西方向（特別是向NE、E、SE作放射狀）流動的高原增長模式。此外，中下地殼物質(zhì)的低粘度也為青藏高原地殼和地幔運動的解耦提供了必要的條件。

青藏高原Moho面以下的速度結構表現(xiàn)出印度板塊俯沖、青藏塊體巖石圈被消蝕或拆沉的圖像。比較Moho面以下不同深度的速度圖像，以及從經(jīng)向縱剖面中都可以看出板片狀的高速體向北東方向推進，在200～250 km深度前鋒到達羌塘地塊北緣。這個高速體有可能是向東北方向俯沖的印度巖石圈，在其上方，羌塘上地幔呈現(xiàn)顯著的低速。青藏高原上地幔的低速物質(zhì)不大可能發(fā)生東西方向的流動，高原的西部被高速體包圍，而在喜馬拉雅東構造結以北存在一個向北北東延伸的高速體，因此地幔物質(zhì)流動比較可能是向北東方向繞過這個高速體，然后在巴顏喀拉和祁連地塊中折向東和東南。