利用虚拟地震测深方法研究青藏高原东北缘及周边地区地壳厚度

论文摘要

大约50 Ma以来,印度与欧亚板块的碰撞及持续挤压造成了青藏高原的强烈隆升,使之成为全球最高、最大和最年轻的高原。大陆板块的碰撞挤压不仅导致了青藏高原的形成,还对高原周边的构造格局和气候环境等产生了重大影响。青藏高原东北缘位于阿拉善块体,鄂尔多斯块体与青藏高原的交汇处,是高原的重要组成部分,也是高原向大陆内部东北方向生长的最前缘。青藏高原的边界地带代表了青藏高原最新的变形和加厚的过程,因而是了解青藏高原向外扩张、地壳变形增厚过程的关键区域。目前深地震测深和接收函数研究都显示青藏高原东北缘地区地壳要厚,但对地壳增厚前缘的位置以及增厚机制的认识仍存诸多争议。比如,不同的接收函数研究获得的青藏高原东北缘地区地壳增厚的前缘位置形态还存有较大差异。需要进一步对该区地壳结构进行约束。虚拟地震测深方法(VDSS方法)是约束地壳厚度的一种重要方法。本文利用“中国地震科学台阵探测”项目于2013年至2016年在南北地震带北段布设的宽频带密集流动台阵资料,采用虚拟地震测深方法获得了青藏高原东北缘及周边地区地壳厚度的分布,其主要研究结果如下:(1)、VDSS方法所构建的虚拟地震剖面上SsPmp震相能量较强,在垂向与径向分量上均可连续追踪到。其次,与径向分量剖面相比,垂向分量剖面上SsPmp震相更容易识别。此外,同一条剖面,不同分量的波形模拟所得地壳厚度变化趋势具有很好的一致性。(2)、整个研究区地壳厚度变化剧烈。其中,祁连和西秦岭地块内地壳厚度均存在明显的东西向变化,以103°E为界,东部地区地壳厚度为45~50 km,而西部地区地壳已明显增厚,达~55 km以上。这与前人接收函数的研究结果基本一致,表明青藏高原东北缘地壳增厚主要发生在祁连和西秦岭地块的西部地区。结合其他地球物理学证据,我们推测青藏高原东北缘地壳增厚方式以均匀缩短增厚为主。与祁连造山带相邻的阿拉善块体南缘地壳也明显加厚,接近~55 km,而阿拉善块体内部地壳厚度约为45~50 km,暗示青藏高原北东向扩张的前缘越过祁连山北缘断裂,进入阿拉善块体南缘。(3)、与其他研究区相比,鄂尔多斯块体地壳相对要薄。但整体而言,鄂尔多斯块体地壳呈现南北薄(~45 km)、中央厚(~50 km)的形态特征。此外,在六盘山断裂带台站下方观测到复杂的SsPmp震相,推测为双Moho界面结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究目的及意义
•   1.2 研究区构造背景
•   1.3 地壳结构研究现状
•   1.4 本文研究内容
• 第二章 虚拟地震测深方法及模拟测试
•   2.1 虚拟地震测深方法基本原理
•   2.2 虚拟地震测深方法发展过程
•   2.3 理论地震图计算
•   2.4 壳内小尺度结构扰动对SsPmp震相的影响
•     2.4.1 地表沉积层对SsPmp震相的影响
•     2.4.2 Moho界面结构对Ss Pmp震相的影响
•     2.4.3 地壳内速度分层对Ss Pmp震相的影响
•     2.4.4 壳内平均波速比对Ss Pmp震相的影响
•     2.4.5 小结
• 第三章 研究区地壳厚度约束
•   3.1 数据预处理
•     3.1.1 数据来源
•     3.1.2 观测数据处理
•   3.2 理论地震图计算
•     3.2.1 地壳模型设置
•     3.2.2 震源参数设置
•   3.3 波形模拟获取地壳厚度
•     3.3.1 波形拟合相关系数计算
•     3.3.2 SsPmp震相反射点计算
• 第四章 地壳厚度分布及讨论
•   4.1 虚拟地震剖面
•   4.2 研究区整体地壳厚度分布与讨论
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 存在的问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 史克旭

导师: 张瑞青

关键词: 青藏高原东北缘,虚拟地震测深法,地壳厚度,波形模拟,高原生长前缘,六盘山

来源: 中国地震局地球物理研究所

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 中国地震局地球物理研究所

基金: 国家自然科学基金(41874073,41674094,41474089)

分类号: P315.7

总页数: 69

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