趙連鋒 謝小碧 范 娜 姚振興

1）中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，地球深部研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029

2）美國(guó)加州大學(xué)圣克魯茲分校地球物理與行星物理研究所，圣克魯茲，CA 95064

（作者電子信箱，趙連鋒：zhaolf＠m(xù)ail.iggcas.ac.cn）

在青藏高原地區(qū)地殼和上地幔中觀(guān)測(cè)到強(qiáng)烈的地震波衰減，特別是在青藏高原北部區(qū)域。理論研究和實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)均表明，強(qiáng)地震衰減是高溫異?；虿糠秩廴诘闹甘疽蜃?。高溫異?；虿糠秩廴诳赡軐?dǎo)致地殼內(nèi)物質(zhì)粘度降低而使其發(fā)生流動(dòng)。這樣，地震衰減的分布能夠約束可能存在的下地殼流。

在青藏高原及其周邊區(qū)域，分布有18個(gè)中國(guó)國(guó)家數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)的地震臺(tái)站，21個(gè)全球地震臺(tái)網(wǎng)的地震臺(tái)站，107個(gè)流動(dòng)臺(tái)網(wǎng)的地震臺(tái)站，記錄了2000年以來(lái)的區(qū)域地震事件。我們挑選來(lái)自232個(gè)mb4.5左右的地殼內(nèi)地震的高信噪比垂直分量波形記錄7 545條，提取0.05～10.0Hz的Lg波振幅譜，建立單臺(tái)和雙臺(tái)數(shù)據(jù)集。單臺(tái)資料具有較好的數(shù)據(jù)覆蓋，能夠獲得較高的成像分辨率。但可能引入源譜函數(shù)與Q 值分布之間系統(tǒng)偏差。雙臺(tái)資料能夠在成像反演之前移除源項(xiàng)的影響，有效地避免這種系統(tǒng)偏差。雙臺(tái)資料的數(shù)據(jù)覆蓋較差，成像分辨率較低。我們使用雙臺(tái)資料產(chǎn)生較低分辨率的初始模型，然后混合雙臺(tái)和單臺(tái)資料聯(lián)合反演，獲得高分辨率的寬頻帶Lg波衰減模型。給定頻率f，在第i個(gè)臺(tái)站記錄到的第k 個(gè)事件的Lg波譜振幅A 可以表示成源項(xiàng)Sk，幾何擴(kuò)展項(xiàng)Gki，衰減項(xiàng)Гki，和臺(tái)基項(xiàng)Pi的乘積：

幾何擴(kuò)展因子Gki＝（Δ0Δki）－1／2，其中Δ0為參考距離，且Δki≥Δ0。衰減項(xiàng)可以用品質(zhì)因子Q來(lái)表示：

聯(lián)合反演系統(tǒng)可以描述為

其中H 和Hd分別是單臺(tái)和雙臺(tái)數(shù)據(jù)的觀(guān)測(cè)譜與合成譜的殘差矢量；δQ 為由Q 模型擾動(dòng)構(gòu)成的矢量；A 矩陣和Ad為微分系數(shù)矩陣；δU 為源項(xiàng)擾動(dòng)量；矩陣E 表示源擾動(dòng)量與觀(guān)測(cè)譜之間的關(guān)系。通過(guò)最小化觀(guān)測(cè)譜與合成譜的殘差矢量來(lái)計(jì)算Q 值與源函數(shù)的擾動(dòng)量，修正模型后進(jìn)入下一次迭代計(jì)算。

青藏高原的平均Q0值為280，低于華北克拉通的Q0＝374和中國(guó)東北的Q0＝414。對(duì)于青藏高原內(nèi)部，Q0值由南到北呈減小的趨勢(shì)（喜馬拉雅：386，拉薩：284，羌塘：238，松潘—甘孜—可可西里地體：217），然后增加（東昆侖：289，西昆侖：330，祁連山地體：315）。高Q0值是青藏高原周邊區(qū)域地震衰減的主要特征（塔里木盆地：433，阿爾金山脈：517，柴達(dá)木盆地：385，阿拉善隆起：452，內(nèi)蒙古地臺(tái)：444，鄂爾多斯：395，四川盆地：456）。唯有云貴高原表現(xiàn)為低Q0值（247）。根據(jù)青藏高原地區(qū)的低Q 值分布，結(jié)合其他地球物理觀(guān)測(cè)資料，推斷可能存在兩條地殼通道流。第一條從高原北部向東部擴(kuò)展，沿剛性的四川盆地西緣向南；第二條始于青藏高原南部并跨越喜馬拉雅東部構(gòu)造結(jié)。