峨眉山大火成岩省地壳横波速度结构特征及其动力学意义

摘要

大火成岩省的成因是国际地学界研究的热点.广泛分布于我国川滇黔三省的二叠纪峨眉山玄武岩是中国境内目前唯一被国际学术界认可的大火成岩省,一般认为其形成与二叠纪末期(约258-259Ma)的地幔柱作用有关.研究峨眉山大火成岩省壳幔精细结构和物性特征,对于深入探讨峨眉山大火成岩省的成因具有重要的科学意义.本项研究基于峨眉山大火成岩省宽频带流动地震台阵和川滇黔地区部分区域数字地震台网资料，开展环境噪声面波层析成像研究，重建该区地壳横波速度精细结构，并分析其分布特征及可能的动力学意义。基本数据具体包括59个流动台站和紧邻剖面的6个固定台站的连续波形记录，观测时间从2010年11月至2013年3月。在对垂向分量连续波形进行去均值、去倾斜、去仪器响应、时间域归一化和频谱白化等数据预处理，获得环境噪声连续记录的基础上，利用互相关算法计算了不同台站对之间的经验格林函数；采用基于多重滤波技术的时频分析方法提取了826条有效的基阶瑞利波群速度频散曲线；在进行检测板实验的基础上，以横向网格尺度为0.3°进行了分格反演，获得了周期4-50s范围内的群速度分布图；最后，利用线性反演方法重建了沿COMPASS-ELIP剖面地壳横波精细速度结构。研究结果表明，峨眉山大火成岩省地壳横波速度结构具有明显的分区特征。地壳平均横波速度呈现出由西向东先增大后减小的趋势：三江构造带约3.4-3.6km/s，内带约3.6-3.8km/s，中带约3.5-3.6km/s，外带约3.4-3.6km/s。内带具有厚达约20km的高速下地壳（速度约3.8-4.1km/s），且整体呈现地壳平均速度高、厚度大的特征。内带的上述特征可以通过古地幔柱作用导致的“底侵”以及随之发生的地壳垂向生长而得到合理解释。