重慶及其鄰區(qū)地殼結(jié)構(gòu)研究

摘要：利用重慶及其鄰區(qū)的34個(gè)寬頻帶地震臺(tái)站接收到的2 040個(gè)遠(yuǎn)震P波波形，計(jì)算其接收函數(shù)，運(yùn)用以H-k掃描為主并輔之以轉(zhuǎn)換相到時(shí)讀取的方法，計(jì)算出這34個(gè)臺(tái)站下方的莫霍面深度及波速比；再通過(guò)波速比計(jì)算其泊松比。計(jì)算表明：研究區(qū)莫霍面深度范圍在40～56 km之間，變化總體相對(duì)平緩，呈現(xiàn)“北深南淺”的趨勢(shì)；泊松比分布在0.28～0.30之間。最后討論了H-k掃描方法與讀取轉(zhuǎn)換震相到時(shí)兩種方法的優(yōu)劣。

關(guān)鍵詞：接收函數(shù)；H-k掃描；波速比；到時(shí)讀取

中圖分類號(hào)：P315.72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-0666（2013）04-0478-07

0引言

在地震學(xué)中，莫霍面是劃分地殼和上地幔的不連續(xù)界面，它表征著在地殼和上地幔之間，地震波速度、化學(xué)成分和流變性質(zhì)等有明顯改變。而莫霍面的埋深是表征地殼結(jié)構(gòu)以及局部地質(zhì)構(gòu)造變化的重要參數(shù)（Zhu，2000）。泊松比（σ）在解釋地殼物質(zhì)構(gòu)成方面有重要意義，唯一可以通過(guò)P、S地震波速度的比率確定（賀傳松，王椿鏞，2002），比單獨(dú)用P或S波速度確定地殼物質(zhì)構(gòu)成要準(zhǔn)確（Christensen，F(xiàn)ountain，1975）。

遠(yuǎn)震接收函數(shù)可有效反演地殼結(jié)構(gòu)，這種方法已經(jīng)日漸成熟（Owens et al，1987；劉啟元等，1997；吳慶舉，曾融生，1998；Zhu，2000；Kind et al，2002；Copley，Mckenzie，2007），現(xiàn)已經(jīng)成為反演地殼和上地幔速度結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)工具（Bostock et al，2002；Kind et al，2002）。隨著高精度寬頻帶數(shù)字地震臺(tái)站的廣泛布設(shè)，我們可以接收到大量來(lái)自全球的地震信號(hào)，這為接受函數(shù)方法的成熟和完善提供了前提條件。遠(yuǎn)震P波接收函數(shù)是將遠(yuǎn)震觀測(cè)資料的垂直分量作為與震源和傳播路徑有關(guān)的原生波，通過(guò)對(duì)徑向和切向分量的反褶積得到。接收函數(shù)在很大程度上消除了震源時(shí)間函數(shù)和傳播路徑的影響，對(duì)接收臺(tái)站下方速度結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的PS轉(zhuǎn)換波特別敏感（吳建平等，2001）。通過(guò)分析接受函數(shù)就可得到臺(tái)站下部的垂直分層結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)之上，運(yùn)用H-k掃描方法可以得到臺(tái)站下方地殼結(jié)構(gòu)信息。

1研究區(qū)及臺(tái)站簡(jiǎn)述

本文研究區(qū)位于（28°～33°N，104°～112°E）范圍內(nèi)，即四川盆地東緣及湘鄂西地區(qū)（車自成等，2002）。這里地處南北地震帶中段的東部邊緣，處于大陸巖石圈東西地殼差異較大的邊緣過(guò)渡帶內(nèi)，一級(jí)構(gòu)造單元隸屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)和秦嶺地槽褶皺系，二級(jí)構(gòu)造單元為四川臺(tái)坳、上揚(yáng)子地臺(tái)和北大巴山冒地槽（趙軍龍，2004）。區(qū)內(nèi)主要有城巴斷裂帶、華鎣山斷裂帶、七曜山斷裂帶、長(zhǎng)壽—遵義斷裂、沙市隱伏斷裂和烏坪斷裂帶（圖1）。該構(gòu)造帶位于華鎣山、石龍峽以東，七曜山以西，是大斷裂控制的以高背斜帶為主體的平行褶皺區(qū)（汪澤成等，2002）。川東地塊基底及沉積蓋層均與川中地塊基本一致，是古陸核的東南翼（郭正吾，1996）。其構(gòu)造歷史自太古宙—晚元古代早期形成基底，晉寧運(yùn)動(dòng)使基底得以最終完成；震旦紀(jì)—三疊紀(jì)揚(yáng)子地區(qū)進(jìn)入地臺(tái)發(fā)展階段，為陸表海環(huán)境；印支運(yùn)動(dòng)使這一地區(qū)結(jié)束海相沉積史；侏羅紀(jì)開(kāi)始陸內(nèi)改造；燕山運(yùn)動(dòng)這里主要是震蕩運(yùn)動(dòng)；早喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)使這一地區(qū)晚第三紀(jì)底層輕度褶皺、抬升（姚冬生等，1999）。這一地區(qū)主要受到SE向NW方向的推擠，上部地殼層巖石基底面擠壓、脫落，所以形成廣泛的推覆構(gòu)造，表現(xiàn)為一系列排列有序的隔擋式、城垛狀、隔槽式褶皺（姚冬生等，1999）。

筆者通過(guò)計(jì)算重慶及鄰域34個(gè)臺(tái)站（圖1）的P波接收函數(shù)，運(yùn)用H-k掃描和讀取震相到時(shí)兩種方法，對(duì)比研究這一區(qū)域的莫霍面深度和泊松比分布，最后對(duì)比分析兩種方法的優(yōu)劣。