华南地区上地幔波三维速度结构和动力学意义来(4)

图6 (a),(b),(c),(d),(e) 表示不同深度的水平截面成像结果：100 km、200 km、300 km、400 km、500 km.所有P波速度扰动结果均是相对于iasp91参考模型的扰动.虚线方框的范围表示检测板测试中速度扰动能够被清晰分辨的范围.色标表示P波的速度扰动强度.(d)—(e) 黑色虚线椭圆刻画出了地幔转换带穿过410-km间断面的上涌地幔流的范围，中心位于(27°N，118°E).Fig.6 (a),(b),(c),(d),(e) show the tomography result at depths: 100 km, 200 km, 300 km, 400 km and 500 km. TheVPperturbations are relative to iasp91 reference model. The dash lines illustrate the area in which velocity perturbations are well solved in resolution tests. The color-bar in the figure shows the velocity perturbations ofVP. The ellipse drawn in black dotted lines show the range of upwelling through 410-km discontinuity. The center is located at 27° north latitude 118° east longitude

3.1 华夏块体下方的低速结构异常

本研究反演获得的地幔速度异常结构以iasp91模型为基准，结果展示了反演出的速度结构相对于基准速度模型的扰动.P波的反演结果显示(图6)，研究区域南部存在显著的低速异常结构.异常体清晰的存在于29°N以南，112°E至120°E的范围内.这一低波速异常出现在华夏块体下方深部100 km处，并向下一直延伸到410-km不连续面，直至成像区域的底部.在转换带内的速度异常同样十分清晰，低速扰动强度超过1%.从地表的映射位置来看，这一低速异常体大致位于江南造山带南侧，在研究区域中显著的位于华夏块体下方.其速度扰动在整个研究区域中十分清晰且一致.该低速异常结构在水平截面上，可以看到向南一直延伸至本研究的研究区域以外，显示出一种向南继续延伸的趋势.从纵剖面的结果(图7)来看这一趋势在南部边界十分明显.低速异常体的范围在南部已经超出本研究的数据覆盖的区域.低速异常体强度最强的部分出现在(27°N，118°E)附近的转换带中.另外，从剖面F-F′(图7)中可以看出，南部的低速异常体在偏东部沿海的位置存在更强的异常强度，而在西部有所减弱.图8中I-I′剖面显示，东西方向上，低速异常的宽度大约跨越300 km范围.

图7 P波在纵剖面A-F上的成像结果底部的地形图展示了剖面A-F的位置;地形图上的黑色箭头表示主要构造单元的边界;成像图中的箭头指示了可能的地幔上涌流(mantle upwelling)，尤其是在(27°N，118°E)穿越410km间断面进入上部地幔.YC: 扬子克拉通; CB: 华夏块体; NCC: 华北克拉通. result at north-south direction vertical slices (A-F)The locations of slices (A-F) are illustrated at bottom. The black arrows show the boundaries of tectonic units. The arrows in the figure indicate the possible mantle upwelling, through the 410-km discontinuity. YC: Yangtze Craton; CB: Cathaysia Block; NCC: North China Craton.

图8 垂直剖面F-H的成像结果P波模型为相对于iasp91模型的相对扰动.途中虚线表示410-km地震不连续面所在的深度.图中的箭头指示了可能的地幔上涌流(mantle upwelling)，尤其是在(27°N,118°E)穿越410-km间断面进入上部地幔.F-H剖面的位置展示在图片下方.色标表示P波的速度扰动.YC: 扬子克拉通; CB: 华夏块体.Fig.8 Tomography result at vertical slices F-HTheVPperturbations are relative to iasp91 reference model. The dash line in each slice illustrates the 410-km seismic discontinuity. The location of slices F-H shows at the bottom. The arrows in the figure indicate the possible mantle upwelling, through the 410-km discontinuity. The color-bar shows the velocity perturbations ofVP. MYC: Middle Yangtze Craton; LYC: Lower (East) Yangtze Craton; CB: Cathaysia Block.

深度超过100 km的上地幔部分，可以观测到清晰的低速异常结构.成像结果的水平截面中(图6)，低速异常的强度随着深度的增加而增强.这一点在纵剖面的结果中也有清晰的体现(图7).考虑到分辨率测试中，深部位置的异常体强度受到平滑的影响，反演结果中的扰动强度受到削弱.我们认为相对于反演结果，实际的深部异常体的速度扰动会更为显著.因此该异常体存在着强度随着深度的增加而增强的特征.这一结果与前人利用体波成像观测到的华南南部上地幔速度异常体形态类似(Xia et al., 2016).这项研究展示了28°N以南的区域上地幔的速度结构.

另外，低速异常结构还显示出一种在浅部位置向北延伸的特征(图7).该低速异常体在浅部强度减弱，并向北发散.从横剖面结果中同样可以看到这一现象(图6).在100～300 km的横剖面结果中，117°E附近，低速异常体向北延伸的形态显著.该特征与前人观测到的该区域可能存在低速通道的观点一致(Jiang et al., 2015).另一方面，前人的背景噪声成像结果也观测到了华夏块体下方150 km深度以内的低波速异常(Zhou et al., 2012)，这一异常体结构也与我们的观测结果在深度上一致.本研究进一步对这一低速异常的可靠性进行了测试，模拟了相似尺度的低速异常体(图9).在反演中，由于深部射线密度下降，异常体强度有所减弱，但该异常体的主体位置得到准确的反演.在本文使用的模型中可以清晰的获得该尺度的异常体.

文章来源：《华南预防医学》 网址: http://www.hnyfyxzz.cn/qikandaodu/2021/0428/560.html