龙门山中北段及邻区地壳上地幔细结构研究

摘要

青藏高原东缘作为连接青藏高原和华北，扬子地块的重要区域，记录了印度—欧亚大陆碰撞俯冲和伸展的全过程，是壳幔物质交换和运移的重要场所和通道，这一地区特殊的地质构造环境受到国内外学者的持续关注。历史上对于青藏高原东缘的构造与动力学研究从未停歇，在所有对青藏高原地区的研究中，最终的关键问题就是要为该地区的物质运移方式进行分析并给出合理解释。本文收集四川盆地及邻区202个台站的最新波形记录，利用频率域提取远震P波接收函数的方法，再进行线性反演与H-Kappa扫描得到每个台站下方一维S波速度、地壳厚度与波速比，通过综合分析各台站下方的速度结构等信息，获得龙门山中北段及邻区地壳和上地幔精细结构，并在本研究结果的基础上，对该区域整体的构造运动进行初步地动力学解释，得到的结论如下:
　　(1)研究区域地壳厚度东西差异巨大。四川盆地浅部存在沉积层，所以该地区10km处的S波速度表现为明显的低速特征，在20km-60km范围内，盆地整体表现出扬子块体刚性与稳定的特定。该地区地壳厚度在35-43km范围内，至东向西地壳厚度呈现出缓慢的增厚趋势，波速比分布在部分地区呈现出高波速比特征，推测是由于浅部较厚沉积层导致。而作为四川盆地与青藏高原东缘相交界的龙门山断裂带，整体情况要复杂得多。在上地壳深度范围内，龙门山三条主断裂的速度特征是以中央断裂为界，前山断裂的速度特征与四川盆地类似，后山断裂的速度特征与松潘甘孜块体类似;在中下地壳处，龙门山前山灌县-安县断裂的S波速度随深度的增加逐渐增大，而后山断裂西北地区存在低速异常。另外，该地区的地壳厚度表现出明显的分段特征，汶川地震震中处于波速比发生明显变化的位置。
　　(2)松潘-甘孜块体的平均地壳厚度相较于四川盆地地区而言差异明显，大致在55km-65km范围内。川滇菱形块体内的地壳厚度分布情况与松潘甘孜块体情况类似，不同的是，松潘甘孜区域内地壳最厚值略大于菱形块体，川滇块体的地壳厚度范围在56-63km之间，松潘甘孜块体与川滇菱形块体下方存在着低速异常，松潘甘孜地区波速比值范围在1.7-1.9，该块体内靠近龙门山后山断裂的地区存在一定范围的高波速比区域。
　　(3)在本研究结果中，青藏高原东缘中下地壳存在低速异常，并在波速比分布上显示出部分高波速比的特征，初步推测可能由于该地区地壳中富含流体或者处于高温部分熔融状态，有研究指出，中下地壳区域的高波速比可能指示该地区含有相对较高的铁镁质矿物成分，或者与地壳中的流体或局部熔融有关。结合以往研究，该地区存在高热流值、低电阻率值特征，推测该区域可能存在高温诱发的部分熔融，所获得的高波速比特征印证该地区地壳较软易变形的特点。据上述分析，印度与欧亚大陆的交汇，使得青藏高原内部的地壳物质向东南方向挤压，高原地区中下地壳所存在的塑性软弱物质可能可以作为解释该地区物质的运移方式的一个考虑因素。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题背景及研究意义

1．2 远震接收函数方法研究概况

1．3 研究区域国内外研究现状

1．4 研究主要内容和关键问怠

1．5 本文的特色与创新之处

第2章 接收函数研究方法理论

2．1 远震P波接收函数理论

2．2 接收函数的提取

2．3 一维线性反演

2．4 H-Kappa扫描

第3章 数据分析处理与研究内容

3．1 软件安装与使用

3．2 数据资料处理

3．2．1 远震事件的下载及挑选

3．2．2 数据预处理

3．2．3 接收函数波形反演

3．3 研究区域线性反演结果

3．4 地壳厚度与波速比

第4章 龙门山断裂带及邻区的深部地质构造

4．1 龙门山断裂带及邻区S波速黼

4．2 龙门山断裂带及邻区地壳厚度与波速比

4．3 研究区域综合结果分析及深部动力学解释

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果