摘要
中国东北地区位于西伯利亚板块和华北板块之间，中新生代以来，该地区受环太平洋构造和蒙古-鄂霍次克构造共同作用，区域内火山及地震活动频发。论文针对东北地区典型火山-五大连池火山区壳幔结构、郯庐断裂渤海湾北段地震活动开展研究，研究结果对于深入理解东北地区火山起源及断裂带地震发生机理具有重要的科学意义。 五大连池火山群是中国东北地区新生代火山中最年轻的火山群之一。对五大连池火山区的地壳、上地幔剪切波精细速度结构研究有助于理解五大连池火山群的形成机制。本文利用中国科学院地质与地球物理研究所地震台阵探测实验室于2015年6月至2016年11月在五大连池火山区布设的流动地震台站，结合固定台网和其他院所台阵所记录的数据，利用背景噪声和双平面波方法获得了五大连池火山区高精度的三维剪切波速度结构。结果显示五大连池火山区存在一从约200km深度连贯至莫霍面下的低速异常体。在莫霍面至90km深度范围内低速异常集中分布于五大连池和科洛火山群下方，结合地球化学研究结果，推断二克山、五大连池和科洛火山群属于同源火山。而在100～200km深度范围内表现为北西走向连续的低速异常条带，并且五大连池火山区处于岩石圈厚度变化的区域，推测五大连池火山是由软流圈在岩石圈厚度突变的位置发生剪切作用，而引起软流圈物质上涌所致。 郯庐断裂渤海湾北段是中国东北地区少有的强震区，1975年海城Ms7.3级地震发生在该地区，对于该地区地震活动研究有助于查明断层活动习性及理解深部动力学过程。本文利用2005年5月至2006年4月布设的渤海湾流动地震台阵观测数据，结合辽宁省固定地震台网数据，重新拾取了780个区域小地震，并使用双差地震定位方法获得了546个地震事件的定位结果。通过自助法得到双差定位的平均水平误差和深度误差分别为1.5km和1.9km。结果显示主断裂东侧的海城河断裂和太子河断裂小震沿断裂呈条带状密集分布。利用gCAP(general cut and paste)方法计算了区域地震震源机制解，选取出4个可信的震源机制解;综合前人已有结果，认为研究区的小地震震源机制主要以走滑与正断型为主，与区域构造应力场吻合良好。海城河和太子河断裂的地震活动深达中下地壳，结合热流数据和岩石物理实验，推测研究区中下地壳由干燥的镁铁质岩石组成。
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