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《台湾地区的壳幔p波速度和v_p_v_s波速比结构研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、台湾地区的壳幔P波速度和Vp/Vs波速比结构研究李志伟*,胥颐,郝天珧,徐亚中国科学院地质与地球物理研究所油气资源研究重点实验室,北京100029*E-mail:zwli@mail.iggcas.ac.cn收稿日期:2008-06-10;接受日期:2009-03-19中国科学院知识创新工程项目(批准号:KZCX3-SW-234-2)、国家基础研究发展规划项目(编号:2007CB411701)、国家高技术研究发展计划项目(编号:2006AA09A101-0201)、国家自然科学基金(批准号:40804016和40704013)和国家留学基金管理委员会资助摘要利用
2、中国台湾地震台网1992~2004年间记录到的P波和S波到时数据,使用地震层关键词中国台湾P波速度Vp/Vs波速比岩石层结构地震层析成像析成像方法联合反演了台湾及邻近地区地壳上地幔的P波速度和Vp/Vs波速比结构.与已有结果相比,采用的球坐标系有限差分算法适合于地壳波速结构强烈不均匀的情况,能够提高走时计算和三维射线追踪的准确程度,而联合反演得到的P波速度、Vp/Vs波速比及其重新定位后的地震分布为揭示壳幔结构的横向变化和深部特征提供了更多约束.结果表明:在地壳浅表层,沉积盆地和造山带具有明显不同的波速特征,沉积盆地P波速度偏低、Vp/Vs波速比偏高,造山带P
3、波速度偏高、Vp/Vs波速比偏低;台东纵谷作为欧亚大陆和菲律宾海板块的碰撞缝合带,Vp/Vs波速比明显偏高,并延伸至中、下地壳和上地幔,反映了岩石破裂、部分熔融和流体活动对壳幔深部物质的影响;台湾东北部琉球岛弧附近的P波速度、Vp/Vs波速比和重新定位后的地震分布勾画出了菲律宾海板块俯冲至欧亚大陆下方的形态,高速的海洋俯冲板片及板片上方P波低速和高Vp/Vs波速比的特征一直延伸至80km;沿着东西向的纵向波速剖面,地壳厚度在中央山脉东侧达到60km左右,并呈现向东倾的趋势,反映出欧亚大陆板块的向东俯冲和挤压使造山带中下地壳物质变形增厚.中国台湾位于欧亚大陆和菲
4、律宾海板块间的汇聚地带,成为研究大陆和海洋板块碰撞俯冲以及活动造山作用的天然实验室[1~3](图1).台湾岛自西向东依次为西部滨海平原带、西部麓山、中央山脉、台东纵谷和滨海山脉,沿东西方向地壳厚度变化显著.西部滨海平原的地壳厚度在20~35km左右,至中央山脉地壳明显增厚,最大厚度达到55km以上;台东纵谷和滨海山脉地壳迅速减薄,逐渐向海洋型地壳过撞俯冲前缘;台湾东北部的构造特征和地震分布则与菲律宾海板块沿琉球岛弧向北俯冲有关.已有研究表明,菲律宾海板块大约以7~8cm·a−1的速率相对于欧亚大陆向北西方向运动,由此造成吕宋岛弧和欧亚大陆边缘的斜向碰撞并形成台
5、湾造山带[6~8].台湾的主要弧陆碰撞过程发生在22°N~23.5°N之间的台东纵谷,这里成为板块间的碰撞缝合带[9,10].除花莲地区之外,台湾北部的碰撞和渡[4,5].变形作用并不十分明显[11],而花莲地区作为菲律宾海板块与欧亚大陆板块碰撞俯冲机制发生转换的关台湾中南部的主要构造单元和地震活动呈NNE-SSW向展布,平行于欧亚大陆与吕宋岛弧的碰引用格式:LiZW,XuY,HaoTY,etal.VpandVp/VsstructuresinthecrustanduppermantleoftheTaiwanregion,China.SciChinaSerD-E
6、arthSci,2009,52(7):975—983,doi:10.1007/s11430-009-0091-2键区域,两种不同的俯冲消减方式形成复杂的构造活动和深部动力机制:在台湾东北部,菲律宾海板块沿琉球岛弧俯冲至欧亚板块之下;在台湾东南部,欧亚板块则向东俯冲至菲律宾海板块之下[2,4,5,12~14].碰撞俯冲造成地壳强烈变形增厚、造山带隆起、地震活动频繁.地震学的深部研究结果表明碰撞和挤压变供了更为丰富的信息;同时台湾的壳内结构具有强烈的横向不均匀性,而球坐标系下的有限差分算法能够在速度结构剧烈变化的模型中较为准确地计算地震波走时和进行三维射线追踪[1
7、9,20].因此,本文使用该方法,利用台湾的地方震和近震到时数据联合反演了地壳和上地幔的P波速度和Vp/Vs波速比结构,同时使用网格搜索方法对地震进行了重新定位,为分析台湾地区的深部构造特征提供依据.形不仅仅局限在中上地壳,和上地幔[4,5,9,15,16].而是已经延伸至下地壳1方法和数据1.1方法作为续至震相,S波初至不如P波初至清晰,到时的读取误差较大且数量较少,单独反演的S波速度与P波速度相比有较大不确定性[21,22],据此计算的Vp/Vs波速比存在同样的问题.利用P波和S波到时数据、通过建立二者之间耦合关系联合反演P波速度与Vp/Vs波速比,可以为
8、反演提供更多的约束[23],果也更为可
