利用地方震、远震走时和面波数据联合反演日本俯冲带P波和S波层析成像

摘要

通过最新收集的大量高质量的地方震和远震事件的到时数据进行联合反演,我们确定了日本俯冲带约700km深度的P波和S波速度层析成像.我们还使用远震瑞利波的振幅和相速度,确定了日本及其附近海域下方20～150s周期基阶瑞利波的二维相速度图像.研究区精细三维S波层析成像可通过地方震和远震事件的S波到时,及瑞利波相速度数据进行联合反演得到.我们的反演结果揭示:一维原始速度模型中,俯冲太平洋板块和菲律宾海板块呈现明显的高速区.在板块上方的地幔楔和太平洋板块下方的地幔中存在显著的低速异常.俯冲板块和周围地幔之间速度有明显的差异,表明温度、水含量和/或部分熔融程度有显著的横向变化.地幔楔低速异常是由板块脱水作用和地幔楔拐角流造成.在日本东北太平洋板块下方显示片状的低速区,这可能反映了地幔深部热上涌以及地幔柱软流圈的俯冲作用.我们的结果表明不同的地震数据联合反演,对于得到地壳和地幔可靠的层析成像图像是非常有效和重要的.