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利用瑞利面波亥姆霍兹成像研究中国东北地区上地幔衰减结构

闪昊

利用瑞利面波亥姆霍兹成像研究中国东北地区上地幔衰减结构

闪昊1
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  • 1. 南方科技大学
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摘要

中国东北地区新生代火山活动持续活跃,东部著名的长白山火山区包括长白山火山、龙岗火山以及镜泊湖火山,西部以哈拉哈火山与阿巴嘎火山为代表,围绕松辽盆地分布。这些新生代火山使东北地区成为研究板内火山形成机制与演化的理想实验室。随着东北地区密集台阵的布设,大量高质量地震数据为研究这一地区地幔活动和板内岩浆作用提供了必要条件。地震波衰减对地幔温度、成分和熔体含量提供着重要约束,通过地震学层析成像创建东北地区衰减模型,并进一步对地震波衰减模型和速度模型进行联合解释,可以降低只基于速度模型进行解释的多解性,提高对东北地区构造和地球动力学机理的认识。 本研究以NECESSArray台阵覆盖的区域(115°-135°,41.5°-49°)为研究区,使用143个宽频带地震仪接收到的2009年至2011年间118个震中距在25°-100°的远震事件。利用相邻台站波形相似的特征,使用台站间互相关技术测量40s至80s周期范围内的瑞利面波走时和振幅,基于亥姆霍兹成像方法得到40s至80s周期的相速度和衰减模型分布。进一步通过三维波场模拟正演实验,讨论了弹性结构的聚焦散焦效应对面波振幅的影响,证明了提出的衰减模型主要反映了上地幔滞弹性的分布特征。 模型显示松辽盆地东侧的龙岗和镜泊湖火山下方存在高衰减、低波速的异常,与太平洋板块俯冲导致的软流圈地幔熔融上涌的地球动力学模型一致。与龙岗火山相比,松辽盆地西侧哈拉哈火山下方的衰减异常相对不明显,联系前人提出的松辽盆地西南缘下方可能存在岩石圈拆沉,认为在此形成了局部的小尺度上地幔对流,导致哈拉哈火山下方的局部地幔上涌,为哈拉哈火山活动提供岩浆来源。

关键词

上地幔/相速度/衰减模型/瑞利面波/亥姆霍兹成像

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授予学位

硕士

学科专业

物理学

导师

包雪阳

学位年度

2023

学位授予单位

南方科技大学

语种

中文

中图分类号

P5
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