汪素云 裴順平 胥廣銀 高阿甲

1）中國地震局地球物理研究所，北京100081

2）中國科學院青藏高原研究所，北京100101

蒙古及鄰區(qū)上地幔頂部Pn速度結(jié)構(gòu)

汪素云1）裴順平2）胥廣銀1）高阿甲1）

1）中國地震局地球物理研究所，北京100081

2）中國科學院青藏高原研究所，北京100101

利用Pn波層析成像方法研究中蒙地區(qū)的上地幔頂部速度結(jié)構(gòu)，對了解我國北部及相鄰地區(qū)強震活動的深部構(gòu)造背景，理解強震發(fā)生機理與地震預測都有重要意義。本文研究范圍為蒙古國及其周邊地區(qū)（40°～55°N，80°～130°E），包括蒙古國、俄羅斯的貝加爾湖以及我國北部的新疆、內(nèi)蒙、東北等地。為保證研究區(qū)，尤其是邊界地區(qū)內(nèi)有足夠多的射線和廣泛的覆蓋，將用于反演的數(shù)據(jù)選取范圍向四周各擴展5°，研究范圍為（35°～60°N，75°～135°E）。

Pn震相到時數(shù)據(jù)主要取自中國地震年報（1985—2011年）以及ISC報告（1964—2011年）。為了取得可靠的反演結(jié)果，從上述資料中選用的Pn射線應符合以下條件：①震中距在1.8°～10°之間；②走時殘差≤3.0 s；③每個地震的Pn射線數(shù)≥5條；④每個地震臺站的Pn射線數(shù)≥5條。按上述條件共選出7 871次地震在401個地震臺站上記錄到的Pn射線78 364條，其中震中距在9°范圍內(nèi)的射線占總數(shù)的95%。

本文利用Pn走時資料，采用地震層析成像方法，反演了蒙古及鄰區(qū)上地幔頂部Pn速度結(jié)構(gòu)。反演結(jié)果如下：

蒙古及鄰區(qū)Pn平均速度為8.08 km／s，橫向速度變化量從－0.39 km／s到＋0.30 km／s。結(jié)果的分辨率在大部分地區(qū)達3°×3°；在射線密集區(qū)，如：準噶爾盆地、塔里木盆地、貝加爾湖地區(qū)，分辨率達到2°×2°；在研究區(qū)東北邊緣部分及蒙古的東部，分辨率不足3°×3°。

（1）蒙古高原Pn速度變化不大（－0.13 km／s～＋0.13 km／s），平均速度為8.08 km／s。蒙古西部與我國接壤的阿爾泰山地區(qū)Pn速度呈現(xiàn)明顯的高速異常，最大異常達0.30 km／s。貝加爾湖地區(qū)總體速度偏低，貝加爾湖西南呈現(xiàn)出強烈的低速度異常達－0.39 km／s，可能與該區(qū)新生代的火山活動有關。

（2）在中國北部地區(qū)得到的Pn速度變化，東部與西部存在明顯差異，大致在110°E以西為速度高異常區(qū)，以東則為速度低異常區(qū)。

（3）構(gòu)造上穩(wěn)定的克拉通地臺具有較高的Pn速度，如：準噶爾盆地、塔里木盆地、柴達木盆地等；而構(gòu)造上活動的強烈剪切變形帶和新生代擴張盆地往往是速度低的地區(qū)，如：華北斷陷盆地，貝加爾湖裂谷帶。

（4）速度異常還可能與應力環(huán)境有關。擠壓環(huán)境呈現(xiàn)速度高異常，如研究區(qū)的西部，主要受到印度板塊與歐亞板塊的碰撞擠壓作用而處于近南北向的擠壓狀態(tài)中，因而呈現(xiàn)總體高速度異常；拉張環(huán)境呈現(xiàn)速度低異常，如研究區(qū)北部的貝加爾湖地區(qū)，以及東部大同盆地和渤海灣。

由于反演結(jié)果的可信度在很大程度上取決于數(shù)據(jù)的數(shù)量及質(zhì)量，在研究區(qū)的邊緣部分及蒙古地區(qū)，射線覆蓋較稀，分辨率不足3°×3°，還需補充與積累數(shù)據(jù)后進一步研究。

蒙古；貝加爾湖；Pn速度；地震層析成像

（作者電子信箱，汪素云：wsy＠cea－igp.ac.cn）

P315.3＋1；

A；

10.3969／j.issn.0235－4975.2013.11.015

科技部資助中國地震局地球物理研究所與蒙古科學院天文與地球物理研究中心的國際合作項目（2011DFB20210），國家自然科學基金（41174036）資助。