張瑩瑩 高 原 石玉濤
(中國地震局地震預測研究所,北京 100036)
張家口-渤海地震活動帶(以下簡稱張-渤帶)是華北地區(qū)的一條大致為北西西走向的地震活動帶,長約600余千米,寬十幾至數(shù)十千米。在張-渤帶發(fā)生過1969年渤海7.4級、1976年唐山7.8級等大地震和大量中小地震。莫霍界面深度是討論區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境的一個重要參數(shù),地殼平平泊松比能夠反映巖石性質(zhì)和礦物成分的變化,它們是了解地殼形變和動力學改造的重要信息。接收函數(shù)方法是研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要手段之一,利用接收函數(shù)Ps轉(zhuǎn)換震相和多次反射+轉(zhuǎn)換震相可以得到地殼厚度和地殼平平泊松比信息。本研究利用接收函數(shù)H-κ掃描方法研究張-渤帶兩側(cè)及周邊地區(qū)的莫霍界面起伏特征和地殼平平泊松比分布。
本次研究利用山東、河北、北京、天津、遼寧地震臺網(wǎng),共計137個寬頻帶數(shù)字地震臺記錄的遠震事件,時時從2007年8月到2011年12月、震級大于5.5級。采用接收函數(shù)H-κ掃描分析方法得到了研究區(qū)各臺站下方地殼的平平厚度和泊松比估計值。初步的結(jié)果顯示,研究區(qū)下方地殼厚度與地形高度具有很好的相關(guān)性,整個研究區(qū)的地殼厚度變化很大,達到10 km左右??傮w上看來,張-渤帶下方的地殼厚度呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域特征,西北區(qū)的地殼較厚,最厚處康保,張北臺(KAB,ZHB)下方厚約40 km左右,東南區(qū)的地殼較薄。泊松比變化范圍0.18~0.30之時,平平值0.24左右,并與地殼厚度存在著對應關(guān)系。
泊松比與巖石的組分之時有著密切的關(guān)系。一般認為,富含鐵鎂質(zhì)的地幔物質(zhì)侵入是地殼增生的重要途徑,較大的泊松比往往與地殼厚度的增生過程有關(guān),較小的泊松比與地殼運動改造有關(guān)。研究區(qū)內(nèi)的各個臺站下方的泊松比隨地殼厚度的增加而減小。太平洋板塊的西向俯沖下插,引起的水平應力作用可能是地殼厚薄不平的主要原因,上地幔變形和上地幔物質(zhì)侵入也可能會造成的地殼變形和泊松比變化。張家口—懷來地區(qū)的泊松比的值較高,可能是巖漿上涌導致鐵鎂質(zhì)基性巖增多所引起。渤海灣盆地周邊變化泊松比分布復雜,山區(qū)下方與盆地下方明顯不同,這與華北克拉通在中新生代時發(fā)生了強烈的伸展減薄有關(guān)。