基于P波三重震相研究青藏高原上地幔速度結構及其動力學意義

摘要：青藏高原因其復雜的結構和演化歷史,一直都是研究大陸碰撞、構造運動及其動力學的熱點區域。本文采用三重震相波形擬合技術,基于中國地震觀測臺網和大型流動臺陣記錄到的某地震P波垂向記錄,獲得了包括拉薩、南羌塘和松潘甘孜地塊在內的青藏高原上地幔P波速度結構。結果表明:①拉薩和南羌塘地塊下方地幔過渡帶存在高速異常,推測是俯沖的印度板片滯留體,過渡帶底部的板片殘余溫度較低,使得660-km相變滯后約3~8 km。而松潘甘孜地塊下方過渡帶同樣存在高速異常,可能是歐亞巖石圈發生拆沉進入地幔過渡帶所致。這說明印度板塊俯沖作用的影響已經到達地幔過渡帶,其俯沖前緣位于班公怒江縫合帶附近。②從拉薩、南羌塘到松潘甘孜地塊,200 km之上的地幔巖石圈高速蓋層速度由南向北逐漸減小,松潘甘孜地塊則出現蓋層缺失。推測受小規模地幔對流或者熱不穩定性的影響,在南羌塘和松潘甘孜地塊,增厚的歐亞巖石圈發生拆沉作用,巖石圈被減薄和弱化,造成羌塘地塊上地幔低速和松潘甘孜地塊上地幔高速蓋層缺失。拆沉的冷的歐亞巖石圈可能部分停留在410-km上方,使得410-km抬升約10 km,部分沉入地幔過渡帶,表現為松潘甘孜地塊地幔過渡帶中存在高速異常。低溫造成660-km下沉約8 km,導致地幔過渡帶增厚。