華南沿海地區(qū)地殼厚度與泊松比研究

黃海波，郭興偉，夏少紅，丘學(xué)林

1中國科學(xué)院邊緣海地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國科學(xué)院南海海洋研究所，廣州 510301

2國土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島海洋地質(zhì)研究所，青島 266071

1 引言

華南沿海緊鄰南海北部陸緣，位于歐亞板塊、菲律賓板塊和印度洋板塊的交匯地區(qū)（圖1）.受三大板塊的聯(lián)合作用，該地區(qū)中生代以來先后經(jīng)歷了強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓和伸展作用（Gilder et al.，1996；舒良樹，2012；劉瓊穎等，2013），其演化過程伴隨著豐富的深部物質(zhì)活動(dòng)，形成了一系列切割地殼、上地幔的深大斷裂，這些斷裂帶迄今仍存在較強(qiáng)活動(dòng)性，是華南沿海地區(qū)地震活動(dòng)的重要發(fā)生場(chǎng)所（張虎男和吳塹虹，1994；任鎮(zhèn)寰等，1998；郝天珧等，2002），其深部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造活動(dòng)特征記錄了華南沿海地區(qū)，包括南海北部地區(qū)演化歷史的重要信息.研究華南沿海地區(qū)深部地殼結(jié)構(gòu)及其與該地區(qū)主要斷裂帶活動(dòng)性的關(guān)系，對(duì)于理解華南地區(qū)各個(gè)離散塊體相互作用的動(dòng)力體制、預(yù)測(cè)該地區(qū)的地震活動(dòng)都具有十分重要的理論指導(dǎo)意義.

地殼厚度（H）與泊松比（υ）分別是研究板塊演化模式和地球內(nèi)部物質(zhì)構(gòu)成的重要參數(shù).前者是塊體碰撞、匯聚等演化過程的產(chǎn)物，也是劃分全球板塊或區(qū)域塊體類型的重要參考.Zhang等（2011）等通過搜集大量地震、重力等探測(cè)資料指出，我國的結(jié)晶地殼厚度為20～63km，總體表現(xiàn)出自西向東減薄的特性，地殼最薄地區(qū)位于我國南海海盆，據(jù)最新的海底地震儀調(diào)查結(jié)果顯示（丘學(xué)林等，2011；阮愛國等，2011），西南次海盆地區(qū)結(jié)晶地殼厚度只有5km左右.地殼厚度在不同構(gòu)造單元之間所表現(xiàn)出的差異反映了區(qū)域深地殼結(jié)構(gòu)及其地球動(dòng)力學(xué)成因的復(fù)雜性.相比地殼厚度，泊松比作為地球巖石物質(zhì)的彈性力學(xué)參數(shù)，則是探索地球內(nèi)部物質(zhì)成分和物理狀態(tài)的直接依據(jù)（Christensen，1996）.Zandt和 Ammon（1995）曾對(duì)全球地盾、地臺(tái)、造山帶等地殼類型的泊松比進(jìn)行總結(jié)，提出泊松比在反映地殼物質(zhì)成分方面的幾點(diǎn)結(jié)論，討論了鐵鎂質(zhì)下地殼、部分熔融等因素對(duì)泊松比值的影響；Ji等（2009）通過實(shí)驗(yàn)手段揭示了組成地殼的幾類巖石：酸性巖（υ＜0.26）、中性巖（0.26＜υ＜0.28和基性超基性巖（0.28＜υ＜0.30）的泊松比值范圍，對(duì)于利用泊松比分布約束地殼物質(zhì)成分具有重要作用.Chevrot和van der Hilst（2000）以及嵇少丞等（2009）分別研究還發(fā)現(xiàn)泊松比和地殼厚度之間存在一定關(guān)系，隱含了地殼形成演化和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程的重要信息.因此，通過研究地殼厚度和泊松比的分布特點(diǎn)，能夠從塊體類型、內(nèi)部物質(zhì)組成和演化模式方面探討華南沿海及其鄰區(qū)的深部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)成因.

圖1 華南沿海地區(qū)地震臺(tái)站及遠(yuǎn)震事件黑色三角為地震臺(tái)站，黑色五角星為地震震源.Fig.1 Seismic stations around the coastal areas of South China and distribution of teleseismic event Black triangles represent earthquake stations.Black stars represent teleseismic events.

目前主要通過地震學(xué)方法獲得關(guān)于地殼厚度的估計(jì)，該方法在探測(cè)殼幔物質(zhì)界面（莫霍面）方面最為直觀可靠（Qiu et al.，2001；Erduran，2009；Yuan et al.，2010）.通過主動(dòng)源和被動(dòng)源的地震探測(cè)所獲得的P波和S波速度比值（κ）也是除物理實(shí)驗(yàn)等直接手段之外，用于估計(jì)泊松比值最重要的間接手段（Wu et al.，2004；Eccles et al.，2011）.其中，被動(dòng)源地震學(xué)中的接收函數(shù)方法采用近垂直入射的P波及其轉(zhuǎn)換S波的走時(shí)和振幅記錄，在獲取地殼結(jié)構(gòu)和地震波速度方面具有較高分辨率，有利于地震臺(tái)下方地殼厚度和泊松比研究（Zhu and Kanamori，2000）.本文通過搜集華南沿海地區(qū)包括廣東、福建的天然地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)，采用對(duì)接收函數(shù)轉(zhuǎn)換S波進(jìn)行疊加搜索的方法，模擬獲得臺(tái)站下方的地殼厚度和泊松比分布，分析和探討了華南沿海及其鄰近地區(qū)各主要塊體活動(dòng)的相互作用關(guān)系.

2 方法

接收函數(shù)方法是目前利用單臺(tái)三分量遠(yuǎn)震記錄（30°＜震中距＜90°）研究臺(tái)站下方地殼、上地幔結(jié)構(gòu)的有力工具（黃海波等，2011；Sun et al.，2012）.Langston（1979）提出在頻率域?qū)⑦h(yuǎn)震記錄的垂向分量與水平分量進(jìn)行反褶積，從而提取出遠(yuǎn)震P波在速度間斷面上的轉(zhuǎn)換S波及其多次波信息.由于波速比κ對(duì)于地殼縱波速度變化不敏感，因此在假設(shè)臺(tái)站下方平均P波速度情況下，理論上可以根據(jù)P波和S波的到時(shí)差來計(jì)算平均地殼厚度與橫波速度，從而獲得縱橫波速度比.Zhu和Kanamori（2000）通過在地殼厚度域和波速比域搜索轉(zhuǎn)換S波（Ps）及其多次震相（PpPs、PsPs＋PpSs）的疊加振幅最大值，同時(shí)獲得兩個(gè)參數(shù)的平均值估計(jì)（H－κ疊加法），該技術(shù)有效地避免了因震相識(shí)別和走時(shí)拾取所產(chǎn)生的人為誤差，具有較高可信度.

轉(zhuǎn)換S波及其多次震相相對(duì)于直達(dá)P波的到時(shí)可以表示成

其中Vp為臺(tái)站下方平均縱波速度，p為遠(yuǎn)震P波射線參數(shù)，H為地殼厚度，κ為縱橫波速度比.由κ與泊松比υ的關(guān)系（Citation）

從而求得泊松比值.

3 地震數(shù)據(jù)和接收函數(shù)處理

本研究共收集了福建省和廣東省范圍內(nèi)75個(gè)數(shù)字地震觀測(cè)臺(tái)站（圖1）的地震資料，其中福建省29個(gè)，廣東省46個(gè)，臺(tái)站以北東走向沿海岸線分布，覆蓋面積達(dá)30萬km2.臺(tái)站從2001年運(yùn)行至今記錄到了大量地震事件，我們從中選取震中距在30°～90°之間、具有清晰初至P波和高信噪比的遠(yuǎn)震波形.所選地震事件共有201個(gè)，主要分布于環(huán)太平洋地震帶和青藏高原地震帶（圖1）；根據(jù)地震發(fā)生時(shí)間對(duì)原始波形進(jìn)行截取，截取過程中利用IASP91模型計(jì)算理論到時(shí)（Buland and Chapman，1983）以協(xié)助直達(dá)P波識(shí)別，最終截取的地震波形為直達(dá)P波到時(shí)的前30s和后90s；利用等效震源法（Langston，1979；Ammon，1991）提取每個(gè)遠(yuǎn)震事件的接收函數(shù)波形，高斯濾波因子選為2.5，以保留地殼主要速度間斷面上的轉(zhuǎn)換S波及其多次波震相，水準(zhǔn)因子選為0.001；對(duì)提取結(jié)果做人工檢查，剔除信噪比低、波形異常的接收函數(shù)，最終獲得4172條有效波形，除福建古田臺(tái)（GUT）無可用接收函數(shù)波形、廣東普寧臺(tái)（PUN）和水東臺(tái)（SHD）僅獲得6條和7條有效波形外，其他臺(tái)站波形數(shù)均大于13.

利用H－κ搜索疊加法對(duì)這些臺(tái)站下方的地殼厚度和波速比進(jìn)行搜索，地殼平均P波速度設(shè)為6.2km·s－1（鄭圻森等，2003；蔡學(xué)林等，2003）；疊加過程中轉(zhuǎn)換S波震相Ps及其多次波PpPs、PsPs＋PpSs的加權(quán)系數(shù)分別為0.6、0.3和0.1，地殼厚度范圍20～60km（熊小松等，2009），波速比范圍1.5～2.0（Ji et al.，2009）.

4 計(jì)算結(jié)果與分析

4.1 H－κ搜索疊加結(jié)果分析

通過計(jì)算，本文獲得了74個(gè)臺(tái)站下方的地殼厚度H和波速比值κ（表1），其中GDN臺(tái)網(wǎng)共有46個(gè)估計(jì)值、FUJ臺(tái)網(wǎng)共有28個(gè)（GUT無可用接收函數(shù)）.H－κ振幅疊加譜的分布形態(tài)與所用接收函數(shù)波形的質(zhì)量有關(guān)，一方面較厚沉積層會(huì)引起轉(zhuǎn)換S波到時(shí)滯后現(xiàn)象，在正常地殼縱波速度假設(shè)下，波速比估計(jì)誤差可達(dá)到20%（陳九輝，2007）；另一方面，較厚沉積層的多次波震相或地殼中次級(jí)間斷面的轉(zhuǎn)換震相都會(huì)影響莫霍面轉(zhuǎn)換S波震相的識(shí)別，造成疊加振幅出現(xiàn)局部極值，處理不當(dāng)則會(huì)獲得錯(cuò)誤估計(jì)值.

表1 臺(tái)站坐標(biāo)、地殼厚度和波速比結(jié)果Table 1 Locations of seismic stations，crustal thickness（H），and velocity ratio（κ）

圖2 廣東臺(tái)網(wǎng)LCH、SHG以及福建臺(tái)網(wǎng)YOD、FUZ的H－κ疊加彩圖中白色十字為最大疊加振幅，數(shù)值為地殼厚度／波速比估計(jì)值.Fig.2 H－κstacking of receiver functions at stations LCH，DOH in GDN and YOD，F(xiàn)UZ in FJN White cross in colorized map represents the maximal stacked amplitude；accompanying value is estimation of Handκ.

圖2給出了GDN臺(tái)網(wǎng)的LCH、SHG以及FUJ臺(tái)網(wǎng)的YOD、FUZ臺(tái)的接收函數(shù)波形及其H－κ疊加結(jié)果，不同顏色及相應(yīng)等值線為疊加后的振幅值（只展示正振幅）.其中，LCH臺(tái)共獲得108條接收函數(shù)波形，這些波形信噪比較高，可清楚地識(shí)別出直達(dá)波震相P（0s）、莫霍面上的轉(zhuǎn)換S波震相Ps（3s）、多次波震相PpPs（12s），對(duì)應(yīng)的疊加振幅譜形態(tài)簡(jiǎn)單、Ps和PpPs震相疊加振幅的線性趨勢(shì)明顯（公式（1）和（2））、極值區(qū)突出，所獲得的地殼厚度和波速比值比較可靠；SHG臺(tái)共獲得120條接收函數(shù)波形，信噪比也較高，可以識(shí)別出P、Ps和PpPs震相，走時(shí)與LCH臺(tái)相似，在P和Ps震相之間還存在另一個(gè)轉(zhuǎn)換震相，到時(shí)為2s左右，可能來自于地殼中某一速度界面，這里將其命名為Pcs，該臺(tái)站的疊加振幅譜相對(duì)復(fù)雜，出現(xiàn)一些局部極值，特別是地殼厚度23km處所對(duì)應(yīng)的振幅極值應(yīng)是Pcs及其多次波震相的疊加結(jié)果；YOD臺(tái)共獲得65條接收函數(shù)波形，信噪比較差，出現(xiàn)雜亂的噪聲震相，但仍可從這些干擾中識(shí)別出明顯的Ps和PpPs震相，振幅連續(xù)性較好，疊加譜中對(duì)應(yīng)的線性趨勢(shì)更為清晰，噪聲的影響也導(dǎo)致一些局部極值的出現(xiàn)；FUZ臺(tái)共獲得71條接收函數(shù)波形，信噪比雖然較高，但僅能從中識(shí)別出Ps震相，而PpPs震相并不明顯，對(duì)應(yīng)的疊加振幅譜比較復(fù)雜，PpPs疊加振幅的線性趨勢(shì)不清晰，極值區(qū)沿Ps震相疊加振幅的線性趨勢(shì)分布，不夠突出，地殼厚度22km處也對(duì)應(yīng)一個(gè)局部極值，與接收函數(shù)波形中2s左右的Pcs震相有關(guān).

4.2 華南沿海地區(qū)地殼厚度分布

根據(jù)H－κ疊加方法所獲得的地殼厚度估計(jì)，我們插值（Smith and Wessel，1990）得到華南沿海地區(qū)的地殼厚度分布（圖3）.結(jié)果顯示，華南沿海地區(qū)地殼厚度具有明顯分塊特征，總體表現(xiàn)出由北向南、自西向東減薄的趨勢(shì)，其中廣東北部和福建西北部的南嶺—武夷褶皺帶地區(qū)（I和II）地殼較厚，可達(dá)30～33km，橫向變化不大；閩粵濱海地區(qū)（III）、廣東珠江口地區(qū)（IV）和雷瓊地區(qū)（V）地殼厚度減薄至26～27km；不同塊體之間存在地殼厚度變化的過渡帶，II區(qū)和III區(qū)之間的過渡帶為NE走向，受控于政和—大埔斷裂帶和長樂—南澳斷裂帶；I區(qū)和IV、V區(qū)之間過渡帶更為陡峭，主要受控于高要—長寧斷裂帶、西江斷裂帶和四會(huì)—吳川斷裂帶，表明珠江口地區(qū)和雷瓊地區(qū)存在比較明顯的地幔隆起；通過將歷史大地震（震級(jí)＞5.0）和1990年以來發(fā)生的地震（震級(jí)＞2.8）投影至地殼厚度分布圖，可以發(fā)現(xiàn)這些地震主要發(fā)生在地殼厚度變化的梯度帶上，與斷裂分布一致.

4.3 華南沿海地區(qū)的泊松比分布

圖4顯示該區(qū)的泊松比分布同樣具有分塊特征，范圍在0.24～0.27之間，表現(xiàn)出自東北向西南減小的趨勢(shì)；雷瓊地區(qū)、南嶺—武夷褶皺帶地區(qū)的泊松比值變化不大，基本為0.24左右，但在GDN臺(tái)網(wǎng)的YGX、DNB臺(tái)以及FUJ臺(tái)網(wǎng)的XIT臺(tái)下方出現(xiàn)局部高值，達(dá)到0.26左右；珠江口地區(qū)泊松比值為0.25左右，其北部靠近高要—長寧斷裂帶的XIG、HYJ和XFJ臺(tái)下方也存在局部高值，達(dá)到0.26，這三塊區(qū)域都存在小震群活動(dòng)，因此推測(cè)泊松比的增加與地震活動(dòng)所引起的破碎帶或流體的作用有關(guān)；該區(qū)斷裂帶對(duì)應(yīng)泊松比的分布，其中政和—大埔斷裂帶與北東向的泊松比梯度帶十分吻合，地震主要發(fā)生在泊松比梯度帶上，明顯受斷裂活動(dòng)影響.

5 分析和討論

5.1 地殼厚度、泊松比與斷裂活動(dòng)性

華南沿海地區(qū)主要發(fā)育北東向、北西向和近東西向三組斷裂，其中尤以北東向的規(guī)模最大（張虎男和吳塹虹，1994）.這些斷裂是不同塊體和地貌單元的主要分界，形成了斷陷盆地、褶皺隆起以及山谷平原等構(gòu)造地貌特征，如廣東珠江口地區(qū)即為近東西向和北西向斷裂所圍限的斷陷盆地，而南嶺—武夷褶皺帶則是擠壓環(huán)境下的造山隆起區(qū).另外拉張作用導(dǎo)致地幔物質(zhì)上隆，使得雷瓊地區(qū)和閩粵濱海地區(qū)的地殼強(qiáng)烈減薄，是導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)烈火山作用的原因之一.研究表明華南沿海地區(qū)地震帶分布具有明顯分帶特征（任鎮(zhèn)寰和羅振暖，1998），地震活動(dòng)的空間分布取決于該區(qū)主要斷塊運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也受控于深部地殼結(jié)構(gòu)特征以及物質(zhì)屬性.為了研究地殼厚度、泊松比分布和斷裂活動(dòng)關(guān)系，本文選取了4條貫穿華南沿海地區(qū)的長剖面，并與地貌特征進(jìn)行了對(duì)比（圖5）.

圖5a起自南嶺構(gòu)造帶以西，經(jīng)高要—長寧斷裂帶到達(dá)廣東珠江口地區(qū)，地殼厚度自北向南減薄，具有海陸過渡性質(zhì).其過渡帶位于24°N左右，厚度由32km減小為26km，可能受到斷裂影響.泊松比表現(xiàn)出相反變化趨勢(shì)，即由陸區(qū)的0.23向海增加至0.25左右，暗示了地殼中鎂鐵物質(zhì)的增加，與珠江口地區(qū)地幔物質(zhì)的上隆有關(guān).該區(qū)地震震源主要分布在地殼內(nèi)4～14km，并隨地殼厚度減薄而略有抬升.通過與地形數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)地殼、泊松比和震源深度都與地貌特征明顯相關(guān)：山區(qū)褶皺帶一般具有明顯反山根，而褶皺構(gòu)造引起的上地殼逆沖推覆則會(huì)降低地殼平均泊松比值.

圖5b起自南嶺構(gòu)造帶以東，經(jīng)政和—大埔斷裂帶、南澳—長樂斷裂帶到達(dá)閩粵濱海地區(qū).地殼厚度從北部的30km減薄至濱海地區(qū)的26km，政和—大埔斷裂帶（24°N）附近也存在一個(gè)地殼厚度變化的過渡帶；泊松比變化較大，從北部的0.24強(qiáng)烈增加到海區(qū)的0.27，對(duì)應(yīng)震源深度從政和—大埔斷裂帶西側(cè)的10km左右增加至東側(cè)的莫霍面附近，并在南澳—長樂斷裂帶附近存在震群活動(dòng).推測(cè)政和—大埔斷裂帶控制了該區(qū)地殼厚度和地震的分布，具有向東傾斜的斷層面，另外南澳—長樂斷裂帶地區(qū)可能存在破碎帶或流體活動(dòng)，從而導(dǎo)致泊松比的急劇增加.

圖3 華南沿海地區(qū)地殼厚度分布紅色圓圈為地震震源，黃色五角星為濱海歷史大地震，綠色實(shí)線為斷裂帶，等值線表示地殼厚度分布，羅馬數(shù)字代表不同分區(qū)，黑色實(shí)線為圖5中的剖面位置.Fig.3 Crustal thickness over the coastal areas of South China Red circles denote earthquakes.Yellow stars denote historical earthquakes in coastal areas.Green solid lines represent faults.Contour lines represent crustal thickness.Roman numbers represent subregions.Black solid line represents location of profile in Fig.5.

圖4 華南沿海地區(qū)泊松比分布等值線表示地殼厚度分布，大寫字母及括號(hào)中數(shù)值代表異常臺(tái)站及其泊松比，其他說明同圖3.Fig.4 Poison ratio over coastal areas of South China Contour lines represent crustal thickness.Capital letters and bracketed values are anomaly stations and their Poisson′s ratio.

圖5 貫穿華南沿海的四條地殼厚度、泊松比與地震震源關(guān)系長剖面黃色圓圈為地震震源，頂部實(shí)線為地表高程，底部紅色和黑色實(shí)線分別為泊松比和地殼厚度，三條虛線標(biāo)出泊松比0.24、0.26和0.28.Fig.5 Four long profiles through coastal areas of South China reflecting relationship between crustal thickness，Poisson′s ratio and earthquake distribution Yellow circles denote earthquakes.Solid lines at top denote elevations，red and black solid lines at bottom denote Poisson′s ratio and crustal thickness，respectively.Three broken lines mark the Poisson′s ratio of 0.24，0.26and 0.28，respectively.

圖6 地殼厚度與泊松比關(guān)系（a）研究區(qū)臺(tái)站分類（彩色正方形為臺(tái)站，黑色虛線為不同地區(qū)分界），數(shù)字為斷層編號(hào)，說明見圖3；（b）地殼厚度與泊松比關(guān)系（黑色虛線為線性擬合關(guān)系）.Fig.6 Relation between the crustal thickness and Poisson′s ratio（a）Classified stations in study area.Colored squares denote seismic stations.Black dash lines represent regional boundaries；（b）Relation between crustal thickness and Poisson′s ratio.Black dash line represents linear fitting relationship.

圖5c起自南嶺—武夷褶皺帶北部，經(jīng)政和—大埔斷裂帶、南澳—長樂斷裂帶到達(dá)臺(tái)灣海峽北部，地殼厚度從33km減薄至28km，泊松比從0.23增加至0.27左右，在政和—大埔斷裂帶附近也存在地殼厚度和泊松比的陡變帶；地震震源深度在斷裂帶附近逐漸加深，進(jìn)一步表明該斷裂帶對(duì)地殼結(jié)構(gòu)的影響可延伸至整個(gè)地殼范圍.

圖5d走向NEE，東邊起自雷州半島，穿過廣東珠江口、政和—大埔斷裂帶、長樂—南澳斷裂帶到達(dá)閩粵濱海地區(qū).剖面中不同構(gòu)造單元對(duì)應(yīng)著地形、地殼厚度和泊松比的不同分布，濱海區(qū)和盆地區(qū)都對(duì)應(yīng)著地形下沉和地幔上隆，而山區(qū)下方則存在明顯反山根；泊松比由陸向海、自北向南增加的趨勢(shì)在該剖面中體現(xiàn)得更為明顯，部分地區(qū)的泊松比變化情況與地形對(duì)應(yīng)較好；地震震源在政和—大埔斷裂帶西側(cè)基本分布于上、中地殼，而在斷裂帶東側(cè)則達(dá)到莫霍面，清楚地勾畫出斷層面形態(tài)，表明該斷裂帶為區(qū)域性全地殼斷裂，是不同斷塊構(gòu)造單元的分界.

5.2 地殼厚度與泊松比的關(guān)系

華南大陸的塊體運(yùn)動(dòng)主要受西太平洋板塊的西向推擠、東亞陸緣裂解以及南海海盆的南向擴(kuò)張影響，愈靠近沿海地區(qū)愈為強(qiáng)烈（徐先兵等，2009）.根據(jù)該區(qū)構(gòu)造演化樣式的不同，其深部地殼結(jié)構(gòu)也會(huì)表現(xiàn)不同特征.通過研究該區(qū)地殼厚度與泊松比的關(guān)系，可以揭示華南沿海地區(qū)的地殼演化過程和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形式.本文通過對(duì)臺(tái)站下方地殼厚度與泊松比關(guān)系的整理，對(duì)該區(qū)構(gòu)造環(huán)境及演化模式做出了探討.

圖6為研究區(qū)地殼厚度與泊松比關(guān)系圖（6b）以及據(jù)其對(duì)演化區(qū)域的劃分（6a）.以該區(qū)斷裂帶為界（圖6a中黑色虛線），可以劃分出兩種不同的H－υ關(guān)系.斷裂帶向海地區(qū)包括藍(lán)色、紅色和黃色矩形，其中黃色矩形參考海南島地震臺(tái)網(wǎng)研究結(jié)果（黃海波等，2012）.這些臺(tái)站的地殼厚度與泊松比之間存在明顯正消長關(guān)系，即泊松比值隨地殼減薄而明顯降低，其線性回歸曲線的決定系數(shù)R2＝0.5646，表明泊松比中有56.56%的信息可以用地殼厚度的變化解釋（Seber and Lee，2003）.華南沿海地區(qū)地殼具有典型大陸分層結(jié)構(gòu)，即上地殼主要為長英質(zhì)的中、酸性巖，下地殼主要為鐵鎂質(zhì)的基性巖，而該地區(qū)受區(qū)域構(gòu)造伸展作用的強(qiáng)烈影響，其地殼出現(xiàn)拉張減薄作用，根據(jù)大陸地殼和上地幔組成的“三明治”模型特點(diǎn)（Ranalli and Murphy，1987），流動(dòng)性較強(qiáng)的下地殼比上地殼發(fā)生了更大程度的減薄，從而導(dǎo)致泊松比隨地殼厚度減小而降低（Ji et al.，2009）；斷裂帶向陸地區(qū)包括紫色、綠色和粉色矩形，該地區(qū)地殼厚度較大，但泊松比與向海地區(qū)相比則明顯降低，基本低于0.26，與向海地區(qū)共同構(gòu)成H－υ的負(fù)消長關(guān)系，在南嶺—武夷褶皺帶的逆沖推覆構(gòu)造作用下，長英質(zhì)的上地殼巖石更容易在擠壓環(huán)境下縮短增厚，從而造成地殼泊松比隨地殼厚度增加而降低.

6 結(jié)論

本研究通過對(duì)華南沿海地區(qū)地震臺(tái)網(wǎng)75個(gè)地震臺(tái)的遠(yuǎn)震波形進(jìn)行處理，得到臺(tái)站下方的接收函數(shù)波形，利用H－κ疊加法獲得了74個(gè)平均地殼厚度和泊松比值估計(jì)，將研究結(jié)果同該地區(qū)斷裂活動(dòng)、地震分布和構(gòu)造環(huán)境等作了對(duì)比、分析和探討，得到以下結(jié)論：

（1）華南沿海地區(qū)中、新生代以來受西太平洋板塊的西向擠壓、東亞陸緣裂解以及南海的擴(kuò)張作用影響，普遍發(fā)育北東、北西和近東西向斷裂體系以及不同時(shí)代的花崗巖分布，導(dǎo)致該區(qū)地殼厚度和泊松比呈塊狀或帶狀分布，總體表現(xiàn)出自北向南、由陸向海減薄，泊松比值基本小于0.28，表明該區(qū)地殼主要以中、酸性巖石為主，部分地區(qū)受到地幔物質(zhì)強(qiáng)烈上隆影響，地殼巖石中鎂鐵成分明顯增加從而導(dǎo)致泊松比升高；

（2）地殼厚度和泊松比在斷裂帶附近呈過渡帶或陡變帶變化，并與地形呈正、負(fù)相關(guān)，表明山區(qū)普遍存在反山根，而逆沖造山則導(dǎo)致長英質(zhì)上地殼增厚.該區(qū)地震活動(dòng)主要發(fā)生在中、上地殼，但在政合—大埔斷裂帶向海一側(cè)可達(dá)莫霍面，證實(shí)其屬于切割整個(gè)地殼的深大斷裂.部分地區(qū)存在地震群活動(dòng)，這些地震所引起的破碎帶和流體作用可能導(dǎo)致泊松比的急劇升高；

（3）華南沿海地區(qū)以政和—大埔斷裂帶、高要—長寧斷裂帶為界，向海地區(qū)存在地殼厚度與泊松比之間的正消長關(guān)系，這與該區(qū)構(gòu)造伸展作用下地殼的分層拉張有關(guān)，比較軟弱、流動(dòng)性較強(qiáng)的下地殼發(fā)生了更大程度的減??；向陸地區(qū)主要以南嶺—武夷褶皺帶的逆沖推覆構(gòu)造為主要特征，導(dǎo)致泊松比隨地殼厚度的增加而明顯降低.

本文所獲得的地殼厚度和泊松比只是整個(gè)地殼的平均結(jié)果，至于該區(qū)更為詳細(xì)的地殼結(jié)構(gòu)，還需要依靠對(duì)單臺(tái)下方一維橫波速度結(jié)構(gòu)的反演研究，這對(duì)于揭示該地區(qū)地殼低速層異常體、殼幔邊界形態(tài)及其與斷裂活動(dòng)、地震分布之間的關(guān)系具有重要作用.本文將在下一步工作中利用接收函數(shù)正、反演方法獲得華南沿海地區(qū)精細(xì)的橫波速度結(jié)構(gòu)，以期獲得對(duì)該地區(qū)地殼物質(zhì)成分、深部地殼結(jié)構(gòu)以及構(gòu)造演化模式的更深入理解.

致謝 感謝青島海洋地質(zhì)研究所的張訓(xùn)華研究員、溫珍河研究員和王忠蕾博士給予的幫助，感謝中國地震臺(tái)網(wǎng)管理中心（CENC）提供遠(yuǎn)震波形的下載服務(wù)，感謝朱露培教授無償提供程序源代碼以供研究.

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