利用ScS多次反射震相研究日本海下方地幔轉(zhuǎn)換帶結構

王 新 李 娟 陳棋福

1）中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所，北京100029

2）中國科學院地球深部研究重點實驗室，北京100029

利用ScS多次反射震相研究日本海下方地幔轉(zhuǎn)換帶結構

王 新1，2）李 娟1，2）陳棋福1，2）

1）中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所，北京100029

2）中國科學院地球深部研究重點實驗室，北京100029

地幔轉(zhuǎn)換帶；ScS多次反射波

（作者電子信箱，王新：wangxin＠m(xù)ail.iggcas.ac.cn）

P315.3＋1；

A；

10.3969／j.issn.0235－4975.2013.11.014

地幔轉(zhuǎn)換帶是聯(lián)系上下地幔的紐帶，對于認識地幔對流、巖石圈俯沖以及深源地震等地球深部動力學問題具有重要意義。目前，對陸地下方地幔轉(zhuǎn)換帶結構的研究比較詳細，在海洋地區(qū)，由于地震臺站分布較少，對海域下方的地幔轉(zhuǎn)換帶結構研究十分有限。本文采用日本F－net臺陣記錄到的發(fā)生在鄂霍次克海和中—俄—朝三國邊境的深源地震，利用多重ScS震相方法，研究日本海以及鄂霍次克海南部的410 km和660 km間斷面結構。

利用了核幔邊界多次反射波ScSn、sScSn（其中n表示反射次數(shù)）及其內(nèi)部界面反射波ScSn＿d－、sScSn＿d＋（其中d表示內(nèi)部間斷面深度，＋、－表示上下界面反射）來提取間斷面深度信息。將地震記錄旋轉(zhuǎn)到切向分量后，可明顯識別出sScSn、ScSn等震相。由于ScSn／sScSn及其內(nèi)部反射波ScSn＿d／sScS＿d在震源處和臺站附近具有相似的傳播路徑，可以通過反褶積法去除源和臺站附近的橫向不均勻性以及震源破裂過程的影響。對同一條記錄上的多重震相分析結果疊加，得到地震事件到臺站之間的平均結構信息，從而得到傳統(tǒng)方法無法獲得的海域下方間斷面結構特征。

我們的初步結果表明，日本海西南部和鄂霍次克海南部的660 km間斷面總體表現(xiàn)為下沉，而410 km間斷面結構較為復雜。目前，普遍認為上地幔410 km和660 km間斷面的形成與橄欖石高溫高壓相變相關。660 km間斷面的下沉正體現(xiàn)了冷的俯沖板片與間斷面的相互作用。觀測到的410 km間斷面的復雜行為與全球大尺度地震學觀測吻合，即在660 km間斷面發(fā)生下沉的區(qū)域并不完全對應出現(xiàn)410 km間斷面的上隆。這可能綜合體現(xiàn)了溫度和物質(zhì)組分異常的共同影響。此外，在日本海中部和北部，我們發(fā)現(xiàn)660 km間斷面出現(xiàn)局部抬升。Ismail－Zadeh等采用數(shù)值模擬重構了40 Ma以來的日本海下方的熱異常，提出太平洋下方的熱的地幔物質(zhì)在漸新世時期穿透俯沖帶，向日本海方向遷移，并最終在這兩個區(qū)域形成高溫熱異常。我們觀測到的該區(qū)域660 km間斷面的上升可能正反應了局部地幔熱物質(zhì)的影響。