摘要:選取廣東地區(qū)49個(gè)固定地震臺(tái)站記錄到的遠(yuǎn)震資料,采用時(shí)間域迭代反褶積法提取P波接收函數(shù),利用Н-к疊加法獲得臺(tái)站下方的地殼厚度與泊松比。結(jié)果表明:①廣東地區(qū)地殼厚度在24.8~31.0 km,平均值為28.3 km,自西北往東南減薄,呈區(qū)域性帶狀分布特征,可能與研究區(qū)內(nèi)山脈隆起、平原和山地相間的地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)。②研究區(qū)泊松比為0.220~0.287,平均值為0.244,泊松比北部偏高、南部偏低,沿海地區(qū)高于內(nèi)陸地區(qū),具有區(qū)域性塊狀分布特征,可能與地殼主要深大斷裂切割的地質(zhì)塊體有關(guān)。③地殼厚度和泊松比分布與斷裂的分布有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并在斷裂附近變化明顯。④地殼厚度與泊松比呈負(fù)相關(guān),可能與古太平洋板塊在地殼演化過程中向廣東大陸方向推進(jìn),幔源物質(zhì)進(jìn)入地殼,在地殼深部存在部分熔融,從而導(dǎo)致地殼巖石中鎂鐵成分含量上升引起的泊松比升高有關(guān)。
關(guān)鍵詞:廣東地區(qū);接收函數(shù);地殼厚度;泊松比
中圖分類號(hào):P313 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1000-0666(2024)02-0212-11
doi:10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0020
0 引言
廣東地區(qū)位于中國東南沿海,北接南嶺山脈,南臨南海,地勢從北向南遞減,形成北部山地、中部丘陵和南部以平原為主的地貌分布特征。魏柏林等(2001)指出,該地區(qū)是歐亞大陸東部邊緣框架重要的組成部分,因受到印度洋板塊、菲律賓板塊和亞歐板塊的碰撞、擠壓、拉伸、俯沖以及臺(tái)灣海峽的近期擴(kuò)張,其演化過程伴隨著深部物質(zhì)活動(dòng),進(jìn)而形成了一系列切割地殼和上地幔的深大斷裂,這些斷裂帶至今仍有較強(qiáng)的活動(dòng)性,因此該地區(qū)新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈、具有獨(dú)特的地殼與上地幔運(yùn)動(dòng)的演化歷史和地球動(dòng)力學(xué)過程。另外,廣東地區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)和華南褶皺帶的交界處,中強(qiáng)地震活躍,歷史地震多發(fā)生在斷裂帶交會(huì)的部位。研究地殼厚度與泊松比的分布特征,一方面可以為分析該區(qū)地球內(nèi)部物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)和地殼板塊運(yùn)動(dòng)提供參考,進(jìn)一步了解巖石圈的物理特性及動(dòng)力學(xué)機(jī)制,揭示該區(qū)深大斷裂的分布及活動(dòng)規(guī)律,另一方面對(duì)該地區(qū)的地震監(jiān)測預(yù)報(bào)、工程地震、地震活動(dòng)性以及構(gòu)造應(yīng)力分布等工作也具有理論意義和實(shí)用價(jià)值。
接收函數(shù)方法是目前研究地球內(nèi)部圈層精細(xì)結(jié)構(gòu)的最有效和較常用方法之一,主要利用遠(yuǎn)震波入射到臺(tái)站下方界面上產(chǎn)生的Ps或Sp轉(zhuǎn)換波來探測臺(tái)站下方間斷面形態(tài),該方法能有效提取地球圈層界面結(jié)構(gòu),具有良好的垂向分辨率,沈玉松等(2013)和黃海波等(2014)使用該方法研究了廣東地區(qū)的地殼結(jié)構(gòu)。隨著數(shù)字化觀測臺(tái)站和流動(dòng)臺(tái)站數(shù)量的增加與觀測技術(shù)的飛速發(fā)展,接收函數(shù)及其反演方法得到廣泛應(yīng)用并不斷完善(Langston,1979;Ammon et al,1990;Yuan et al,1997;吳慶舉等,2003,2007a,b;鄒最紅,陳曉非,2003;孫麗等,2008;袁麗文,鄭斯華,2009;楊中書等,2010;許衛(wèi)衛(wèi)等,2011)。本文基于遠(yuǎn)震P波接收函數(shù)方法,利用Н-к疊加方法反演廣東地區(qū)49個(gè)臺(tái)站下方的地殼厚度與泊松比,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造條件、深大斷裂的分布以及巖性等,分析地殼厚度與泊松比的分布特征以及主要斷裂帶和地質(zhì)構(gòu)造單元的關(guān)系,最后采用bootstrap方法(Johnson,2001)求取研究結(jié)果的編差。
1 數(shù)據(jù)與方法
1.1 數(shù)據(jù)選取與處理
本文所用遠(yuǎn)震波形數(shù)據(jù)來源于布設(shè)在廣東地區(qū)地震臺(tái)網(wǎng)的49個(gè)固定臺(tái)站(圖1),臺(tái)間距為100~200 km,基本涵蓋了廣東所有的地區(qū)。選取2014—2015年震中距在30°~90°、Mgt;5.5、震相清晰且波形記錄信噪比高的地震事件提取接收函數(shù),最終共選取有效地震397個(gè)(圖2),這些地震具有較好的方位和震中距覆蓋,為獲得穩(wěn)定、可靠的研究結(jié)果提供了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)保障。根據(jù)地震發(fā)震時(shí)間截取原始波形,截取過程中利用PREM模型計(jì)算理論到時(shí)以協(xié)助直達(dá)P波的識(shí)別,截取P波到達(dá)前10 s至之后70 s的波形數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理過程如下:使用SAC軟件對(duì)截取的原始三分向(Z、N和E)地震記錄進(jìn)行預(yù)處理,如重采樣(0.1 Hz)、去均值、去線性趨勢、儀器響應(yīng)和去傾斜等;使用頻率為0.1~2 Hz的帶通濾波進(jìn)行濾波;將地震波Z、N和E三分向旋轉(zhuǎn)到Z、R和T方向。
1.2 接收函數(shù)的提取
接收函數(shù)是通過地震波三分量計(jì)算得到的時(shí)間序列,它代表了接收區(qū)的各種介質(zhì)對(duì)遠(yuǎn)震P波的脈沖響應(yīng)。遠(yuǎn)震P波數(shù)據(jù)中主要包含震源時(shí)間函數(shù)、近源結(jié)構(gòu)和臺(tái)站下方的地殼及上地幔速度間斷面產(chǎn)生的Ps轉(zhuǎn)換波以及多次反射波等大量地震波信息。因此,研究和分析接收函數(shù)是了解地殼結(jié)構(gòu)的重要手段之一(吳慶舉等,2004;安張輝等,2004)。時(shí)域迭代反褶積法(Zhu,Kanamori,2000)是一種分辨率較高的接收函數(shù)提取方法,該方法能夠?qū)τ?jì)算出的接收函數(shù)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)和分析,適合大量數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理。因此,本文使用高斯濾波系數(shù)為2.5及水準(zhǔn)量為0.001的時(shí)域迭代反褶積法提取各個(gè)臺(tái)站遠(yuǎn)震事件的接收函數(shù)波形,為了保證計(jì)算結(jié)果的精度,剔除時(shí)域迭代中擬合率在90%以下的接收函數(shù)。對(duì)所有的結(jié)果進(jìn)行逐一人工檢查,保證接收函數(shù)波形具有較高的質(zhì)量。從圖3可以清楚地看到,除了主要的震相P波之外,還可以識(shí)別Ps、PpPs和PsPs+PpSs 3種震相。
1.3 Н-к疊加方法
Н-к疊加方法通過對(duì)不同的地殼厚度(Н)和波速比(к)進(jìn)行組合,依據(jù)設(shè)定的地殼平均P波速度計(jì)算Ps、多次波(PpPs、PsPs+PpSs)的理論到時(shí),再根據(jù)理論到時(shí)在接收函數(shù)上取對(duì)應(yīng)的振幅加權(quán)求和,極大值對(duì)應(yīng)的地殼厚度和波速比即為Н和к的最佳估計(jì)值(李海艷等,2021)。本文Н-к疊加過程中,設(shè)定地殼平均P波速度為6.2 km/s(鄭圻森等,2003;蔡學(xué)林等,2003),參考沈玉松等(2013)和黃海波等(2014)的研究結(jié)果,設(shè)定地殼厚度Н的搜索區(qū)域范圍為20~45 km,間隔為0.1 km;波速比к的搜索區(qū)域范圍為1.5~2.0,間隔為0.01。設(shè)定疊加過程中Ps、PpPs、PsPs+PpSs加權(quán)系數(shù)分別為0.6、0.3和0.1,依據(jù)這3個(gè)震相的可識(shí)別程度賦予疊加權(quán)重,震相的可識(shí)別程度高、疊加權(quán)重大,反之,疊加權(quán)重小,本文中震相的可識(shí)別程度較高。利用Н-к疊加方法可以確定函數(shù)S(H,к)的最大值以及相應(yīng)H和к。根據(jù)波速比與泊松比之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式:σ=0.5[1-(к2-1)-1],可進(jìn)一步獲得相應(yīng)地殼介質(zhì)的泊松比σ。
2 結(jié)果與分析
2.1 Н-к疊加結(jié)果
基于上述方法和步驟,對(duì)廣東地區(qū)每一個(gè)地震臺(tái)站的徑向接收函數(shù)做Н-к疊加計(jì)算,求取每個(gè)臺(tái)站下方的地殼厚度、波速比和泊松比。圖4為珠海(ZHH)臺(tái)、英德(YND)臺(tái)、廣州(GZH)臺(tái)、紫金(ZIJ)臺(tái)、中山(ZHS)臺(tái)和花都(HUD)臺(tái)使用Н-к疊加方法得到的結(jié)果,圖中紅圈標(biāo)出了函數(shù)S(H,к)的最大值。
本文所獲得的遠(yuǎn)震波形數(shù)據(jù)受到臺(tái)站周邊環(huán)境、地殼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和臺(tái)站記錄質(zhì)量和數(shù)量等諸多因素的影響,存在一定程度的誤差,梅州(MEZ)臺(tái)和南彭島(NAP)臺(tái)的接收函數(shù)波形太過嘈亂或者是太復(fù)雜,不易識(shí)別,因此,剔除此類數(shù)據(jù),最終獲得49個(gè)臺(tái)站的接收函數(shù)。為使研究結(jié)果更加接近真實(shí)值,本文采用bootstrap方法對(duì)偏差統(tǒng)計(jì)分析。該方法從地震單臺(tái)的數(shù)據(jù)中隨機(jī)抽取可重復(fù)的接收函數(shù)作為樣本,對(duì)樣本進(jìn)行Н-к疊加計(jì)算,得到地殼厚度與波速比,以上步驟重復(fù)進(jìn)行200次,對(duì)得到的結(jié)果求取標(biāo)準(zhǔn)差,即可得到地震單臺(tái)的偏差范圍。由表1可見:廣東地區(qū)地殼厚度為24.8~31 km,平均地殼厚度為28.3 km,地殼厚度誤差為0.4~0.9 km,平均地殼厚度誤差為0.6 km;泊松比為0.220~0.287,平均泊松比為0.244,泊松比誤差為0.01~0.03,平均泊松比誤差為0.01。各臺(tái)站的誤差估算結(jié)果也表明了本文計(jì)算結(jié)果的可靠性。
2.2 與前人研究結(jié)果對(duì)比分析
將本文結(jié)果與沈玉松等(2013)和黃海波等(2014)研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,三者所采用相同臺(tái)站共計(jì)41個(gè)(表2)。由表2可見,3種結(jié)果有一定的差異,本文得到廣東地區(qū)平均地殼厚度為28.3 km,平均波速比為1.72;沈玉松等(2013)得到平均地殼厚度為29 km,平均波速比為1.72;黃海波等(2014)得到的平均地殼厚度為28.6 km,平均波速比為1.73。3種結(jié)果均在合理的誤差范圍之內(nèi),數(shù)據(jù)變化趨勢基本一致(圖5a-1、5b-1),表明本文結(jié)果的準(zhǔn)確性。
為了進(jìn)一步分析本文結(jié)果與其他學(xué)者結(jié)果的可靠性和差異性,再對(duì)三者得出的地殼厚度和波速比進(jìn)行一致性分析(圖5a-2、5b-2),圖中藍(lán)色實(shí)線表示本文結(jié)果同前人結(jié)果完全一致;圖5a-2中紅色實(shí)線內(nèi)的區(qū)域表示本文結(jié)果同其它兩種結(jié)果地殼厚度的偏差不超過1.5 km;圖5b-2中紅色實(shí)線內(nèi)的區(qū)域表示本文結(jié)果同其它兩種結(jié)果波速比的偏差不超過0.06。
3 討論
3.1 地殼厚度
廣東地區(qū)地殼厚度分布圖(圖6a)顯示:①地殼厚度由北向南、自西向東減薄,整體上變化范圍較小,與該地區(qū)具有內(nèi)陸區(qū)域向大洋區(qū)域過渡的地殼—上地幔結(jié)構(gòu)特征相一致(趙明輝等,2007;夏少紅等,2010),也與華南地區(qū)地殼厚度變化的趨勢相一致。②廣東地區(qū)地殼厚度呈區(qū)域性帶狀分布,與研究區(qū)內(nèi)山脈隆起、平原和山地相間的地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)。該地區(qū)的主要斷裂呈NE和NW走向,且一部分?jǐn)嗔严嗷ソ诲e(cuò),在斷裂交會(huì)地區(qū)地殼厚度較大,出現(xiàn)較明顯的區(qū)域性帶狀分布特征。該地區(qū)東南部、沿海地區(qū)的地殼厚度較薄,東北部地殼厚度較大,地殼厚度沿主要斷裂帶突變明顯。③揭西、龍?zhí)犊凇⑦B平和紫金等周邊地區(qū)地殼厚度較厚,為30.0~31.0 km;韶關(guān)、南澳、潮州和肇慶等周邊地區(qū)地殼厚度較薄,為27.0~30.0 km;湛江、遂溪、上川島和珠海等周邊地區(qū)地殼厚度較薄,為24.8~27.0 km。
3.2 泊松比
圖6b顯示:①廣東地區(qū)泊松比呈區(qū)域性塊狀分布,從整體上來分析,泊松比呈區(qū)域性帶狀分布,與斷裂的分布對(duì)應(yīng)較好。因此,本文推測泊松比呈區(qū)域性塊狀分布與地殼中主要的深大斷裂切割的地質(zhì)塊體有一定的關(guān)聯(lián)性,這也與李海艷等(2021)的研究結(jié)果相吻合。②泊松比橫向不均勻性明顯,北部整體偏高,南部整體偏低,且沿著主要斷裂帶的突變明顯。③Zandt和Ammon(1995)研究發(fā)現(xiàn):對(duì)于下地殼巖石而言,當(dāng)泊松比小于0.26時(shí),表明地殼介質(zhì)中含有長英質(zhì);當(dāng)泊松比介于0.26~0.28時(shí),表明地殼介質(zhì)中長英質(zhì)向鐵鎂質(zhì)的過渡階段;當(dāng)泊松比大于0.28時(shí),表明地殼介質(zhì)中含有鐵鎂質(zhì)。廣東地區(qū)的泊松比為0.220~0.287,平均泊松比為0.244,表明該區(qū)地殼介質(zhì)中鐵鎂質(zhì)含量很少。潮州、南澳和遂溪等周邊地區(qū)泊松比高,為0.262~0.287,表明此區(qū)域?yàn)榈貧そ橘|(zhì)中長英質(zhì)向鐵鎂質(zhì)的過渡階段;韶關(guān)、廣州、深圳和南雄等周邊地區(qū)泊松比較低,為0.249~0.262,龍川、陽江、肇慶和珠海等周邊地區(qū)泊松比低,為0.220~0.249,表明此區(qū)域地殼介質(zhì)中長英質(zhì)含量居多。
3.3 地殼厚度和泊松比分布與斷裂的關(guān)聯(lián)
廣東地區(qū)主要發(fā)育NE向、NW向和近EW向斷裂(圖1),這些斷裂是地貌單元的主要分界,形成平原山地、斷陷盆地及褶皺隆起等構(gòu)造地貌特征,本文分別在這3種走向斷裂中各選取一條與地貌特征進(jìn)行對(duì)比。①五華—深圳斷裂為NW走向,所經(jīng)過的地區(qū)地殼厚度成條帶狀減薄,從北部的30 km減至濱海地區(qū)的29 km左右,推測可能受到斷裂的影響。泊松比表現(xiàn)出相反的變化趨勢,即由內(nèi)陸地區(qū)的0.24向沿海地區(qū)增至0.26左右,表明地殼中鎂鐵物質(zhì)的增加。②西江斷裂為NE走向,與廣州—從化斷裂相交,地殼厚度自北向東變化幅度不大,但斷裂兩側(cè)有較明顯的變化,可能是由于斷裂兩側(cè)地塊經(jīng)歷了不同的地質(zhì)年代,分屬不同年代的地層,導(dǎo)致斷裂兩側(cè)的莫霍面深度不同。泊松比自北部向海濱地區(qū)減小,推測北部地區(qū)可能存在破碎帶或者流體活動(dòng),從而導(dǎo)致泊松比的增加。③羅浮山—瘦狗嶺斷裂為近EW走向,與廣州—從化斷裂、西江斷裂和白泥—沙灣斷裂相交,泊松比由西向東增大,揭示了地殼中鎂鐵物質(zhì)的增加,地殼厚度也由西向東增厚。分析其原因?yàn)椋瑪嗔呀粫?huì)區(qū)域巖石松散破碎,易成為巖漿上侵或噴出的通道,導(dǎo)致地殼活動(dòng)活躍,而且部分?jǐn)嗔呀袢跃哂谢顒?dòng)性,使得地殼厚度與泊松比由西向東增大。
綜上,地殼厚度和泊松比分布與斷裂的分布有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,地殼厚度與泊松比在斷裂附近變化明顯。廣東地區(qū)斷裂主要分布在中南部,地殼厚度自西北往東南減薄,地殼厚度與地貌特征有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,沿海地區(qū)泊松比高于內(nèi)陸地區(qū),中南部的斷裂交會(huì)處地殼巖石中鎂鐵成分明顯增加,導(dǎo)致泊松比升高。
3.4 地殼厚度與泊松比的關(guān)系
地殼厚度與泊松比之間的關(guān)系反映出大陸地殼形成和構(gòu)造演化進(jìn)程情況。大陸地殼巖石組成在水平方向上是不均勻的,所以當(dāng)其增厚或變薄時(shí),地殼厚度與泊松比之間會(huì)呈現(xiàn)出某種線性關(guān)系(嵇少丞等,2009)。
廣東地區(qū)地殼厚度與泊松比的相關(guān)性如圖7所示,圖7a顯示:地殼厚度與泊松比呈負(fù)相關(guān)性,即泊松比隨著地殼厚度的增大而減小,對(duì)該現(xiàn)象分析認(rèn)為:古太平洋板塊在大洋地殼演化過程中向廣東大陸方向推進(jìn),大量的幔源物質(zhì)流入地殼內(nèi),在地殼深部存在部分熔融,導(dǎo)致地殼巖石中鎂鐵成分的含量上升,從而引起廣東地區(qū)泊松比的升高。為了進(jìn)一步驗(yàn)證地殼厚度與泊松比的相關(guān)性,將本文結(jié)果與沈玉松等(2013)和黃海波等(2014)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,如圖7b、c所示。本文與黃海波等(2014)得出的地殼厚度與泊松比的相關(guān)性一致,與沈玉松等(2013)得到的相關(guān)性相反。針對(duì)以上現(xiàn)象,分析認(rèn)為:①在接收函數(shù)反演中,存在極大的不唯一性,反演結(jié)果的好壞對(duì)數(shù)據(jù)的選取有一定的依賴性。數(shù)據(jù)的選取受場地條件、臺(tái)站記錄質(zhì)量和數(shù)量等諸多因素的影響。因此,本文與沈玉松等(2013)的地殼厚度與泊松比相關(guān)性呈現(xiàn)相反結(jié)果。②以萍鄉(xiāng)—廣豐斷裂為界,華夏地塊的泊松比與地殼厚度呈負(fù)相關(guān)趨勢,揚(yáng)子塊體的泊松比與地殼厚度呈正相關(guān)趨勢(趙延娜等,2017)。由于廣東地區(qū)位于華夏板塊(王雅迪等,2021),因此該地區(qū)地殼厚度與泊松比呈負(fù)相關(guān)。
4 結(jié)論
本文對(duì)廣東地震臺(tái)網(wǎng)的49個(gè)固定臺(tái)站的遠(yuǎn)震波形資料進(jìn)行處理,得到每一個(gè)臺(tái)站下方的接收函數(shù)波形。采用Н-к疊加方法獲取了臺(tái)站下方的地殼厚度與泊松比,揭示了廣東地區(qū)地殼厚度與泊松比的變化特征,得出了以下主要結(jié)論:
(1)廣東地區(qū)整體上地殼厚度較薄,為24.8~31.0 km,平均地殼厚度為28.3 km,地殼厚度總體上變化不大(地殼厚度之差為6.2 km),整體上呈現(xiàn)出自西北往東南減薄的趨勢。廣東地區(qū)地殼厚度呈區(qū)域性帶狀分布特征,一是與研究區(qū)內(nèi)山脈隆起、平原和山地相間的地質(zhì)構(gòu)造相關(guān),二是該地區(qū)的主要斷裂呈NE走向和NW走向,且一部分?jǐn)嗔严嗷ソ诲e(cuò),與在斷裂交會(huì)地區(qū)地殼厚度較大相關(guān)。按照地殼厚度的變化特征,該地區(qū)整體上形成了沿海的濱海斷裂、粵西、珠江和粵東等塊體。
(2)廣東地區(qū)泊松比為0.220~0.287,平均泊松比為0.244,小于0.29,表明地殼中主要包含中、酸性巖石,地殼介質(zhì)中長英質(zhì)含量居多。總體來看,泊松比北部偏高,南部偏低,沿海地區(qū)高于內(nèi)陸地區(qū)。廣東地區(qū)泊松比呈區(qū)域性塊狀分布,與地殼中主要的深大斷裂切割的地質(zhì)塊體有一定的關(guān)聯(lián)性,但從整體上看,泊松比呈區(qū)域性帶狀分布,與斷裂存在的地區(qū)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。沿海的高泊松比區(qū)域與斷裂帶交會(huì)區(qū)域有一定的關(guān)聯(lián)性,也與該區(qū)域熱流值普遍偏高、溫泉分布較廣泛(熊紹柏等,1991)的現(xiàn)象較為一致。
(3)地殼厚度和泊松比分布與斷裂的分布有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。地殼厚度與泊松比在斷裂帶附近變化明顯,其原因可能為部分?jǐn)嗔褞е两袢跃哂谢顒?dòng)性,在這些地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)劇烈的區(qū)域地殼地幔間可能存在物質(zhì)和能量的交換。從廣東地區(qū)歷史地震分布來看,泊松比較高地區(qū)的地震活躍性明顯要高。
(4)地殼厚度與泊松比呈負(fù)相關(guān),即泊松比隨著地殼厚度的增大而減小。分析該現(xiàn)象認(rèn)為:古太平洋板塊在大洋地殼演化過程中向廣東大陸方向推進(jìn),大量的幔源物質(zhì)流入地殼內(nèi),在地殼深部存在部分熔融,導(dǎo)致地殼巖石中鎂鐵成分的含量上升,從而引起廣東地區(qū)泊松比的升高。
本文所獲得的地殼厚度與泊松比只是廣東地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)的估計(jì)結(jié)果,不能用來研究該地區(qū)更為詳細(xì)的地殼結(jié)構(gòu)。為更好地約束地下結(jié)構(gòu),下一步將接收函數(shù)與面波進(jìn)行聯(lián)合反演,提高分辨能力,為研究該地區(qū)更為精細(xì)的地殼結(jié)構(gòu)特征奠定基礎(chǔ)。
特別感謝防災(zāi)科技學(xué)院譚萍副教授在資料處理過程中的幫助及提供的Н-к疊加程序,本文大部分圖件由GMT6軟件繪制而成。
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Study of the Crustal Thickness and Poisson’s Ratio in Guangdong with Receiver Function Method
LI Qidong1,2,XIE Zhuojuan1,2
(1.National Institute of Natural Hazards,Ministry of Emergency Management of China,Beijing 100085,China)
(2.Key Laboratory of Compound and Chained Natural Hazards Dynamics,Ministry of Emergency Management of China,Beijing 100085,China)
Abstract
The teleseismic data recorded at 49 seismic stations in Guangdong were selected,and the P-wave receiver function was extracted using the iterative deconvolution method in the time domain.The crustal thickness and Poisson’s ratio below the stations were obtained by the Н-к superposition method.The results show that:①In Guangdong region,the crustal thickness ranges from 24.8 to 31.0 km,with an average of 28.3 km,and becomes thinner and thinner from northwest to southeast,showing a regional zonal distribution.This may be related to the geological structure of the uplifted mountains,plains and high land in the study area.②In Guangdong region,Poisson’s ratio ranges from 0.220 to 0.287,with a mean value of 0.244.Poisson’s ratio is higher in the north and lower in the south,and is higher in coastal areas than inland areas;Poisson’s ratio distributes in regional blocks.This may be related to the geological blocks cut by deep major faults in the Crust.③The distribution of the Crustal thickness and Poisson’s ratio correspond well with the distribution of the faults and they vary significantly near the faults.④The Crustal thickness and Poisson’s ratio are negatively correlated,because during the evolution of the Crust,the ancient Pacific plate extruded toward the Guangdong continent,then the mantle-sourced materials got into the Crust,and partially melted in the deep Crust.This led to the increase of the contents of magnesium and iron in the rocks,thus causing the increase of Poisson’s ratio.
Keywords:Guangdong region;receiver function;crustal thickness;the Poisson’s ratio