用接收函數(shù)方法研究中國(guó)東北地區(qū)地殼上地幔結(jié)構(gòu)

張廣成

（中國(guó)地震局地球物理研究所，北京100081）

（作者電子信箱，張廣成：zhang02101227＠163.com）

中國(guó)東北地區(qū)位于興蒙造山帶的東部，南接華北克拉通，東臨西北太平洋邊緣海，作為太平洋俯沖的弧后地區(qū)，不僅深源地震頻發(fā)，也是火山活動(dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū)之一，是研究太平洋俯沖帶動(dòng)力學(xué)的理想觀測(cè)場(chǎng)所。

本文簡(jiǎn)要介紹了近年來(lái)東北地區(qū)地殼上地幔結(jié)構(gòu)以及西北太平洋俯沖帶取得的研究成果，對(duì)比層析成像，三重震相等與轉(zhuǎn)換波成像的異同，并用接收函數(shù)方法進(jìn)一步研究了東北地區(qū)的地殼各向異性和地殼上地幔結(jié)構(gòu)。

本文利用在東北地區(qū)布設(shè)的兩條密集臺(tái)站長(zhǎng)剖面的116個(gè)臺(tái)站2009—2011年記錄的遠(yuǎn)震數(shù)據(jù)，和研究區(qū)內(nèi)國(guó)家與區(qū)域臺(tái)網(wǎng)的123個(gè)固定臺(tái)同期記錄的數(shù)據(jù)，提取接收函數(shù)并進(jìn)行Ps震相的分裂分析，H－K 掃描疊加和CCP 疊加，獲得了該區(qū)的地殼各向異性信息，地殼厚度和泊松比分布情況，以及上地幔過(guò)渡帶受西北太平洋板塊俯沖的影響情況，初步探討了東北地區(qū)深部動(dòng)力學(xué)模式。

本文的研究表明：

（1）東北地區(qū)地殼介質(zhì)各向異性快波與慢波的時(shí)間延遲約為0.15～0.3s，較SKS/SKKS各向異性快慢波時(shí)間延遲小。大多數(shù)的臺(tái)站下方地殼各向異性快波偏振方向顯示為北西向，與張應(yīng)力方向和板塊運(yùn)動(dòng)方向一致，推測(cè)該區(qū)地殼應(yīng)力場(chǎng)總體表現(xiàn)為拉張應(yīng)力為主。而小部分位于斷裂構(gòu)造附近或者大興安嶺褶皺帶中的臺(tái)站，顯示快波偏振方向?yàn)楸睎|向，反映了該區(qū)地殼介質(zhì)應(yīng)力區(qū)域復(fù)雜性。通過(guò)與SKS/SKKS各向異性對(duì)比，在大興安嶺地區(qū)快波偏振方向與其基本一致，暗示了地殼各向異性來(lái)自下地殼，也反映了該區(qū)殼幔垂直變形一致性。

（2）東北地區(qū)地殼厚度總體表現(xiàn)為東西兩邊厚，中間薄的格局。大興安嶺及其以西的高原地區(qū)和東部佳木斯地塊地殼厚度較厚，大約在36～42km 之間；中部的松遼盆地，小興安嶺槽地地塊，膠遼臺(tái)隆，燕山臺(tái)隆東端，下遼河盆地等地地殼厚度較薄，厚度在29～36km左右。泊松比值總體偏高，大興安嶺褶皺帶，松遼盆地，長(zhǎng)白山山脈沿線，泊松比值在0.25以上。泊松比值較高暗示此處或是存在熔融（長(zhǎng)白山），或是地幔物質(zhì)底侵作用影響下地殼，使其鐵鎂組分增加（松遼盆地）。這些地區(qū)往往地?zé)崃髦当戎車摺Ｄ裘嬖谠搮^(qū)重力梯度帶以西較平緩，起伏不大。受到深大斷裂嫩江斷裂、依蘭—伊通斷裂和敦化—密山斷裂的影響，莫霍界面出現(xiàn)起伏變化。尤其是在敦化—密山斷裂附近，莫霍界面出現(xiàn)明顯錯(cuò)斷，推斷與太平洋俯沖板塊擠壓有關(guān)。

（3）410km和660km間斷面均出現(xiàn)了大范圍的下沉。410km 間斷面下沉約10km，660km間斷面下沉10～30km 左右。過(guò)渡帶厚度在松遼盆地變小，推測(cè)松遼盆地下方有地幔物質(zhì)上涌。660km 在依蘭—伊通斷裂下方出現(xiàn)不止一個(gè)界面，推測(cè)俯沖板片到達(dá)此位置附近，使得其前方的地幔物質(zhì)向上擾動(dòng)影響了松遼盆地。