“透明地殼”計劃進(jìn)展 | 華北東部地殼和沉積層模型揭示地殼改造及巖漿活動
華北東部地區(qū)作為華北克拉通的重要組成部分,經(jīng)歷了最嚴(yán)重的克拉通破壞減薄作用,表現(xiàn)出地表熱流值高,巖石圈和地殼厚度薄,地震活動性強等特點,高分辨率的速度模型有助于理解克拉通破壞的復(fù)雜性。
圖1 華北東部構(gòu)造背景及臺站分布圖
中國地震局地球物理研究所王偉濤團(tuán)隊基于中國地震科學(xué)臺陣探測III期密集臺陣數(shù)據(jù),利用背景噪聲互相關(guān)以及地震事件波形提取了瑞雷波的相速度頻散和ZH振幅比,通過MCMC聯(lián)合反演方法構(gòu)建了華北東部地殼和沉積層速度模型,有效地提高了模型的橫向和垂向的反演精度,結(jié)果顯示:渤海中部具有相對最厚的沉積層,是渤海灣盆地的沉積中心,沉積層厚度的空間分布反映了盆地的演化過程,表明盆地的沉積中心逐漸向渤海中部遷移;與周緣的造山帶相比,渤海灣盆地下方的地殼和上地幔頂部具有顯著的低速特征,結(jié)合該區(qū)域表現(xiàn)出的高熱流特征,推測地幔上涌引起的熱化學(xué)侵蝕是渤海灣盆地地殼改造減薄的主要控制因素;地殼改造作用具有橫向不均勻性,盆地周圍的造山帶區(qū)域下方的地殼改造作用相對較弱;研究區(qū)域內(nèi)的赤峰火山、達(dá)來諾爾火山和寬甸火山下方觀察到垂向上連續(xù)的局部低速帶,表明這些第四紀(jì)火山下方存在殘余的巖漿活動,且赤峰火山和達(dá)來諾爾火山的巖漿活動具有共同的巖漿源。
圖2 不同深度的S波速度模型水平切片
利用先進(jìn)的成像技術(shù),對密集臺陣數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘,可以構(gòu)建更高分辨率的速度模型,幫助認(rèn)識更為精細(xì)的地殼結(jié)構(gòu)。相關(guān)模型不僅有助于理解構(gòu)造演化機(jī)制,還能服務(wù)于強震孕震背景分析,更好地服務(wù)地震定位、災(zāi)害評估等研究,有力支撐防震減災(zāi)工作。
圖3 沉積層厚度分布圖
圖4 S波速度模型垂向剖面(0-50公里深度)



