陕西地区地震的横波分裂及介质各向异性研究

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地震各向异性的研究广泛受到各国学者的重视,横波分裂方法是最常见的研究地球介质各向异性的方法之一,穿过地壳和地幔各向异性介质中的剪切波会分裂为偏振方向和传播速度不同的快剪切波和慢剪切波,因此可以利用剪切波分裂现象来研究地球壳幔介质各向异性的方向和强度。陕西及其周边地区处于青藏高原东北缘与华北地块的交会区域,包括阿拉善地块、鄂尔多斯地块、汾渭断裂带和秦岭造山带,同时受到来自印度板块向北的推挤作用和太平洋板块向西俯冲的影响,其地球动力学过程的研究备受关注。本文通过横波分裂方法对陕西地区地下介质各向异性进行研究。本文研究区域在31°N-40°N和105°E-112°E之间,选取震级大于5.5级,震中距分布在90—110°范围之内的SKS波数据和入射角≤45°的近震S波波形资料。通过相关分析法、切向能量最小化法和特征值法对陕西及其周边地区60个台站的远震SKS波数据进行计算分析,研究结果表明,鄂尔多斯西缘快波方向为NW—SE方向,地块南缘和东缘以及渭河盆地地区快波方向为NWW—SEE和近EW方向,可能由于青藏高原块体近NEE—SWW方向挤压,产生近NWW—SEE的物质挤出和流动,而使该区域产生近NWW—SEE向的快波,这与该地区GPS速度场的方向和秦岭造山带的方向基本一致。鄂尔多斯地块东缘汾河断裂附近表现为EW方向,鄂尔多斯块体东北缘为NWW—SEE方向,与GPS速度场的方向基本一致。由慢波平均时间延迟计算得到陕西地区各向异性层厚度为119 km,结合研究区地壳厚度,判断该地区各向异性层分布于地壳和上地幔范围。利用相关分析法对陕西及其周边地区27个台站近震S波数据进行S波分裂处理计算,得到在秦岭造山带两侧区域快剪切波偏振优势方向为NWW—SEE方向,与该区域的GPS速度场和秦岭造山带方向一致,表明快波偏振方向受地壳运动的影响。在秦岭造山带附近区域SKS波分裂快波方向和S波分裂快波方向与GPS速度场方向较为吻合,可初步推断研究区内地壳物质运动方式与上地幔物质运动方式存在一致性,二者之间可能存在一定的耦合关系。
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