引用本文
熊诚, 谢祖军, 郑勇, 熊熊, 艾三喜, 谢仁先. 大别—郯庐造山带地壳上地幔Rayleigh面波层析成像[J]. 地震地质, 2019,41(1): 1-20.
XIONG Cheng, XIE Zu-jun, ZHENG Yong, XIONG Xiong, AI San-xi, XIE Ren-xian. RAYLEIGH WAVE TOMOGRAPHY IN THE CRUST AND UPPER MANTLE OF THE DABIE-TANLU OROGENIC ZONE[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2019,41(1): 1-20.  
DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2019.01.001
Permissions
Copyright©2019, 《地震地质》编辑部
《地震地质》编辑部 所有
大别—郯庐造山带地壳上地幔Rayleigh面波层析成像
熊诚1,2, 谢祖军3, 郑勇3, 熊熊3, 艾三喜1,2, 谢仁先1,2
1)中国科学院测量与地球物理研究所, 大地测量与地球动力学国家重点实验室, 武汉 430077
2)中国科学院大学, 北京 100049
3)中国地质大学(武汉), 地球物理与空间信息学院, 武汉 430074;

〔作者简介〕 熊诚, 男, 1988年生, 2011年于中国地质大学(武汉)获地球物理学学士学位, 中国科学院测量与地球物理研究所固体地球物理学专业在读博士研究生, 主要研究方向是地壳结构成像, 电话: 15972102745, E-mail: cross_xiong1511@163.com。

收稿日期: 2018-05-25
基金项目: 国家自然科学基金(41621091, 41604058)、 川滇国家地震监测预报实验场项目(2016CESE0204)和中国地震局地震行业科研专项(201308013)共同资助
摘要

文中基于大别—郯庐及周边地区200个中国数字地震台网和21个流动地震台站垂向连续记录数据, 采用地震背景噪声层析成像的方法, 得到8~40s周期的Rayleigh面波相速度图像。结果表明, 在8~20s周期的相速度图像上, 红安—桐柏的高速异常分布与该区超高压变质岩的分布具有较好的一致性, 结合地质结果和高速异常分布分析, 认为该区域经历了伸展、 岩浆侵位与构造挤出等构造过程。8~35s周期上, 郯庐断裂南端两侧的相速度存在明显差异, 因此推测郯庐断裂带可能切穿整个大别东部地壳, 将大别与苏北、 扬子块体分开, 并为该区中、 小地震提供孕震环境。安徽及邻区的地震分布在相速度剧烈变化的区域, 并与震区浅层断裂对应, 表明该地区两侧速度存在差异的浅层断裂仍然比较活跃。文中的相速度结果与以往的成像结果相比更为精细, 与构造及断层的分布有较好的对应性, 可为认识该地区构造活动性和动力学机制提供更为可靠的依据。

关键词: 背景噪声成像; 面波速度结构; 大别—郯庐造山带; 构造活动
中图分类号:P315.3+1 文献标志码:A 文章编号:0253-4967(2019)01-0001-20
RAYLEIGH WAVE TOMOGRAPHY IN THE CRUST AND UPPER MANTLE OF THE DABIE-TANLU OROGENIC ZONE
XIONG Cheng1,2, XIE Zu-jun3, ZHENG Yong3, XIONG Xiong3, AI San-xi1,2, XIE Ren-xian1,2
1)State Key Laboratory of Geodesy and Earth’s Dynamics, Institute of Geodesy and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430077, China;
2)University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3)Institute of Geophysics and Geomatics, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
Abstract

Dabie Orogen has a series of special tectonic and geological features which make it important to the study of the tectonic evolution of mainland China and East Asia. The distribution of high pressure/ultra-high pressure metamorphic rocks discovered on the surface, the specific location of a series of deep and shallow sutures in the collisional convergence collage, and the seismogenic environment of shallow earthquakes attract many scientists continuously to study the interesting Dabie Orogen.

In this paper, we used waveform records of 200 broadband seismic stations deployed by China Digital Seismograph Network and vertical component records of 21 mobile seismic stations located in the Dabie-Tanlu orogenic zone and its surrounding areas. Based on seismic ambient noise tomography, we have obtained the phase velocity distributions of Rayleigh surface wave with the periods between 8~40s, with the resolution higher than 50km. The high velocity anomalies are observed on the Hong’an-Tongbo region in the images of 8~16s phase velocity, which decreases with increasing periods. These high velocity anomalies are in consistence with the ultra-high pressure(UHP)metamorphic rocks of the region. It leads us an estimation of the extension of UHP metamorphic rocks at various depths. The distribution of these anomalies found in phase velocity maps of 8s to 16s indicates that the estimated depth is up to ~20km. The horizontal distribution forms a heart shape, which is narrower on western side and wider on the eastern side. It is very much consistent with the surface observations. The whole shape is similar to a cone that laterally extends its wings on the southwest. It indicates that the high-pressure/ultra-high pressure metamorphic rocks had experienced quick exhumation after they broke and formed a drag at the tail, and the residual area formed by the fast exhumation was likely to be invaded by magma. We agree that it has experienced complex structural history, such as stretching, magmatic emplacement and tectonic extrusion, resulting in the high-pressure/UHP metamorphic rocks finally exhuming on the surface with the structural pattern of narrower on the western margin and wider on the eastern margin in the Hong’an-Tongbo area.

The significant phase velocity difference from the period of 8s to 35s on both sides of the southern Tanlu fault zone enables us to infer that the Tanlu fault zone is a deep and huge fault, and the entire crust of the eastern zone of Dabie was cut by the Tanlu fault zone. It demonstrates that the Dabie block is separated from the northern Subei Basin and southern Yangtze blocks, which forms a seismogenic environment suitable for the generation of small-to-intermediate earthquakes in this region. Most of earthquakes in Anhui and adjacent provinces are distributed in those areas where the phase velocities changed dramatically, which are in consistence with the small faults of the upper crust in shallow layers of the Dabie-Tanlu orogenic belt. The shallow-source earthquakes mainly occur in velocity contrast regions, as demonstrated by the short period images. Earthquakes distribution and velocity maps show that the possible distribution of tiny faults of the upper crust can be roughly inferred from the geological structure. It helps to understand the seismogenic environment and seismic hazard in the Dabie areas. We conclude that the shallower faults with different velocity on either side of this region are still seismically active. These results have important significance for understanding the tectonic activity of the research areas.
More detail work and further discussion are needed on the velocity structure of the Dabie orogen.

Keyword: ambient noise tomography; Rayleigh wave structure; Dabie-Tanlu orogen; tectonic activity
0 引言

大别造山带与西侧的秦岭造山带、 东侧的苏鲁造山带共同构成东亚最重要的碰撞带之一(滕吉文等, 2006; Zheng, 2008; Wu et al., 2013)。受到郯庐断裂平移错动切割、 SN向华北-扬子陆块碰撞以及下扬子陆块的W向俯冲等多源深层过程的综合作用(滕吉文等, 2006), 大别造山带呈现出一系列特殊的构造及地质特征(滕吉文等, 2006; 陈意等, 2015), 是研究中国乃至东亚地区构造演化的关键区域, 也是研究古大陆边界以及陆-陆碰撞造山过程的理想场所(Zheng et al., 2003; 刘贻灿等, 2008; Wu et al., 2013)。由于构造的复杂性、 多期性、 复合性和叠置性, 关于大别造山带的基本构架、 形成和演化模式(Okay et al., 1989; Hacker et al., 1995; 滕吉文等, 2006), 如该区域出露的超高压变质岩的分布范围(图1)、板片碰撞会聚拼贴的一系列深浅缝合带的具体位置(Li, 1994; Lin et al., 1995; Chung, 1999; 李曙光等, 2002)等问题, 目前尚存在很大的争议(Ye et al., 2000; Zheng, 2008; Wu et al., 2014)。同时, 以往的层析成像结果显示, 太平洋板块深俯冲至中国东部地区下方地幔转换带的深度后, 形成了类似平俯冲型的大地幔结构(Lei et al., 2005, 2013; Zhao et al., 2007; 雷建设等, 2018), 该动力学模型对于理解中国东部区域的浅部成像结构以及大别造山带动力学演化机理等问题(滕吉文等, 2006; Wu et al., 2013; 刘晓春等, 2015)具有重要的作用。但目前的研究主要是针对大尺度和深部的结构展开的, 其相关的细节问题需要基于更为精细的成像结果进行分析。

图 1 a 大别— 郯庐造山带地质简图(修改自Wu et al., 2013); b大别— 郯庐造山带及邻区台站分布
图b中白色圆点为流动台站, 蓝色三角形为固定台站, 红色五角星表示地震事件, 黑色实线为大构造界线, 数字表示地震的面波震级。NCP 华北平原; SBB 苏北盆地; JSB 江苏盆地; DB 大别山; JHB 江汉盆地; YZC 扬子克拉通; SCF 华南褶皱; NX 南襄阳盆地; DBS 大巴山; Tai 泰山; Lu 庐山; Huang 黄山Fig. 1 Sketch map of general geology in the Dabie-Tanlu orogeny(a)(modified after Wu et al., 2013), and the distribution of seismic stations in the Dabie-Tanlu orogenic zone and its surrounding area(b).

另外, GPS速度场显示大别造山带和郯庐断裂带两侧的华北与华南块体之间没有明显的相对运动(王敏等, 2003), 同时郯庐断裂带地区构造运动和地震活动不活跃。因此一些学者认为目前郯庐断裂带处于稳定状态, 构造运动和地震活动性较低(沈正康等, 2003)。然而, GPS观测同样显示青藏高原东缘的龙门山断裂现今变形不明显, 但在2008年, 汶川地震即由龙门山断裂引发。近年来, 大别造山带及郯庐断裂带中南段的地震活动性呈现增强趋势, 2005年以来, 先后发生了7次4级以上中等地震, 特别是2005年11月江西九江-瑞昌5.7级地震, 造成了较大的人员伤亡。因此, 对该区孕震环境和地震危险性的研究具有重要的理论和实际意义。

为了解该区域的动力学机制及孕震环境, 需要获得该区域地壳岩石圈的三维精细结构。目前, 在大别— 郯庐构造带及周边地区已开展了多方面的地球物理探测工作, 包括人工震源地震(吴萍萍等, 2012)、 天然地震(徐佩芬等, 2000; Chen et al., 2006; 赵志新等, 2009)成像等。在人工震源地震方面, 沿大别山的几条剖面确定了地壳P波、 S波速度结构(Zhang et al., 2000; 刘福田等, 2003; Yuan et al., 2003; 邓阳凡等, 2011)。然而, 这些剖面虽然给出了跨剖面区域较为准确的地壳速度结构, 但覆盖范围有限, 且空间分布不均匀, 特别在大别东段构造复杂的区域, 主动源研究较少, 难以满足对大别造山带整体结构认识的需要。在天然地震方面, 利用远震接收函数揭示了大别造山带壳内低速体和壳幔边界结构及地壳厚度(刘启元等, 2005; Li et al., 2014)。而基于近震记录的工作包括利用走时成像方法构建大别造山带的P波速度结构( 刘建华等, 1995; 徐佩芬等, 2000; Xu et al., 2001), 利用面波频散反演三维S波速度结构(Zheng, 2008)等。这些工作为我们认识大别造山带地下结构和动力学问题提供了重要依据。但是, 受限于测线、 台网以及地震分布不均的影响, 这些结果主要局限于造山带的部分区域。并且, 天然地震相对较少的数量和震源参数的误差影响了成像结果的分辨率(Zheng, 2008)和可靠性(徐佩芬等, 2000)。此外, 受观测成本和环保因素制约, 人工源地震方法日益受到限制, 难以大面积开展。

背景噪声成像技术有效地克服了天然地震成像和人工震源探测的局限性, 为获取精细的地壳、 岩石圈结构提供了一种重要手段。基于该方法, 一些学者利用国家地震台网的资料研究了大别造山带地壳岩石圈的地震波速度结构(Luo et al., 2012; 郑现等, 2012; Zhou et al., 2012)和径向各向异性分布(Luo et al., 2013)。由于大别造山带附近国家台网站点分布不均匀, 台站密度较低(图1), 目前成像结果的空间分辨率相对较低(约50km)(吕坚等, 2016), 特别是对地壳结构成像的分辨率较低。

为了获得大别— 郯庐造山带及其附近地区更精细的地壳岩石圈结构模型, 我们在东大别山附近布设了21个宽频带流动观测台站(图1), 作为固定台网的补充, 使整个大别东部及郯庐断裂带区域的台站空间覆盖和站点分布密度得到明显改善。基于整合后的大别造山带及邻区宽频带固定台网的200个台站和21个流动台网的数据, 我们利用背景噪声成像方法提取Rayleigh面波8~40s周期的频散信息(Levshin et al., 2001), 以反演Rayleigh面波相速度分布图像(Barmin et al., 2001), 构建研究区高分辨率的地壳和上地幔顶部面波速度结构, 为深入认识该区超高压变质岩的分布、 发震构造及孕震环境提供可靠的地震学约束。

1 数据和方法
1.1 数据

本文收集了研究区域200个中国地震台网固定台的垂向连续波形记录(郑秀芬等, 2009)以及在大别— 郯庐及其邻区布设的21个流动台站(图1)的连续波形资料(记录时间为2015年5月— 2016年4月)。流动台站采用英国GURALP公司生产的GURALP 40 SERIES宽频带地震仪观测。选取国家台网固定台站同时段的连续观测资料进行数据融合, 从而得到射线覆盖更佳的台站间噪声成像格林函数。融合后台站的平均间距约40km, 可提供比目前已有研究结果分辨率更高的噪声数据。

1.2 噪声和面波成像方法

由于2个台阵的数据在格式和到时上存在一定的差异, 首先须将数据进行统一, 并对数据质量进行控制处理。由宽频带背景噪声数据提取Rayleigh面波频散曲线(Bensen et al., 2007)。在完成单台背景噪声数据处理后, 对台站对的日时间序列进行互相关计算, 并进行叠加, 形成近一年的互相关叠加数据, 以提高信号的信噪比(SNR), 最终得到全部观测时间段内的互相关函数, 即台站之间的经验格林函数(EGF)。图 2显示了部分安徽台站和流动台站互相关的叠加结果。可以看到, 在震相到时上存在Kyushu的干扰信号(Zheng et al., 2011), 尽管该区域距离日本九州岛较远, 吕坚等(2016)的研究发现该干扰不会对结果产生太大影响, 但为了保证结果的可靠性, 我们仅采用不受Kyushu干扰信号影响的EGF分量进行频散曲线的测量。

图 2 部分安徽台站和流动台站间的互相关函数Fig. 2 Cross-correlation waveforms between part of permanent stations in Anhui Province and mobile stations.

获得可靠的EGF后, 使用时频分析(FTAN)和相位匹配滤波方法提取Rayleigh面波群速度和相速度的频散曲线(Levshin et al., 2001)。为了保证频散曲线的准确性, 设置2个标准来控制面波频散曲线的提取: 1)每个周期的SNR必须> 10。SNR的定义为信号窗内的最大值和噪声窗内噪声均方根的比值, 选取噪声窗为信号窗口后300s, 同时剔除不满足理论关系的群速度和相速度频散曲线; 2)对台站间距进行控制。通常台站间距应大于3个波长, 以确保远场台站间格林函数的准确性(Bensen et al., 2007), 不过该标准通常会剔除过多的频散曲线。为了保留尽可能多的频散曲线, 并提高研究区域的短周期信息, Luo等(2015)提出可将台间距从3个波长放宽到1个波长, 并证明了台间距为1个波长时测量到的频散曲线的可靠性是有保障的。因此, 我们保留了所有台间距大于1个波长的台站测量得到的频散曲线。另外, 为了定量分析流动台站与固定台站的数据记录是否有差别, 我们对2类数据的频散曲线进行了比较。图 3显示了流动台DB04分别与流动台DB14及固定台AHSCH的频散曲线。2条频散曲线在20s内的短周期范围内基本一致, 在20s以上的中长周期内稍有偏差, 这些差异可能主要与2个台站对的距离和路径存在差异有关。本文的讨论主要针对短周期的结果, 因为我们加入的流动台站所提高的分辨率主要体现在短周期结果上, 因此2类数据在中长周期所表现的差异并不影响本文的结果以及相关的认识。图 3表明数据融合后流动台与固定台之间在短周期上具有高度的一致性, 故不再区分这2类台站, 各个周期频散曲线射线分布见图4。

图 3 流动台DB04与流动台DB14及相邻的固定台AHSCH间的频散曲线对比Fig. 3 Comparison of dispersion curves between the mobile station DB04 and DB14 and between the mobile DB04 and the permanent station AHSCH.

图 4 不同周期Rayleigh波相速度的射线路径Fig. 4 Ray path distributions in phase velocity measurement of Rayleigh wave in different period.

基于台站间频散曲线数据, 采用Barmin等(2001)提出的反演方法, 得到研究区Rayleigh面波的相速度分布。该方法采用球坐标系, 使用节点进行模型参数化, 选择源点和接收点的大圆路径作为射线路径, 并且将模型适配度、 空间平滑因子和模型加权平均范数约束项组合为 “ 罚函数” , 结合最小二乘法进行反演。

由于研究区域的台站平均间距约40km, 为了保证结果的分辨率, 将研究区域划分为0.25° × 0.25° 的网格进行Rayleigh波速度反演。一般而言, 反演的质量取决于空间光滑因子、 空间光滑宽度和射线密度因子的组合。增大空间光滑因子或者减小空间光滑宽度都可以使反演结果更加平滑; 射线密度因子控制初始模型的比重, 其值与研究区域内射线密度和台站方位分布有关。经过多次测试反演, 根据反演结果的误差统计, 选取了合适的阻尼系数, 得到5~40s的Rayleigh面波相速度图像以及相应的分辨率图像(图5)。

图 5 不同周期的面波成像分辨率结果
绿色菱形表示研究区的部分大城镇: WH 武汉; HA 红安; HF 合肥; XY 信阳; YX 岳西; SS 宿松Fig. 5 The resolution of surface wave tomography with different periods.

2 Rayleigh面波速度反演结果分辨率

采用Barmin等(2001)定义的空间分辨率来定量评价Rayleigh面波速度反演结果的分辨率, 其定义为在分辨率图上的目标点处采用1个圆锥体拟合来估计空间分辨率, 并使得拟合残差最小。当拟合残差 < 10% 时, 则认为该点可以被分辨, 圆锥体的直径则代表了该点的分辨率(Barmin et al., 2001)。

图 5显示了周期为8s、 10s、 12s、 16s、 20s、 25s、 30s、 35s和40s的相速度成像分辨率结果。结果显示, 在大别山及周边地区, 30s以内的短周期图像上, 成像结果分辨率都优于50km, 特别是周期为10~25s时, 水平分辨率达到30km或更优。周期> 35s时, 分辨率降低到80km。在8s周期上, 研究区东部的分辨率约50km, 而大别造山带和郯庐断裂的碰撞区域的分辨率约为40km。华北地块南部、 江汉平原地区因为台站密度降低, 分辨率亦较低(约60km)。中短周期(12~20s)的射线分布更为密集, 分辨率有所提高。在大别山和郯庐断裂的碰撞区域, 分辨率优于40km的地区的面积扩张, 向南、 向东、 向西分别延伸到黄山地区、 巢湖地区和武汉地区。其中16s的高分辨率区域面积最大。25s以上的中长周期, 由于面波衰减, 整体的分辨率下降到50~60km, 在大别山地区, 分辨率也下降至约50km。总体上, 大部分区域8~30s周期内的分辨率都优于50km, 特别是在大别造山带和郯庐断裂带区域, 分辨率更高, 因此具备了解析该区域地壳和上地幔顶部精细结构的能力。同时, 为了进一步说明流动台对结果分辨率的提升效果, 我们比较了10s和14s周期上加入流动台数据前后的反演分辨率结果(图6)。显然, 流动台的补充有效提高了研究区, 特别是大别东部和郯庐断裂带的成像结果分辨率。

图 6 流动台对结果分辨率的影响
a和c为无流动台时10s和14s分辨率; b和d为加入流动台后10s和14s分辨率。红色三角形为国家台站, 黑色圆圈为流动台站Fig. 6 Effect of mobile station on the resolution.

为了检验成像结果的分辨率和可靠性, 采用检测板对结果进行测试。将研究区划分为0.5° × 0.5° 的网格, 以3km/s为平均相速度值, 加入± 5%的速度扰动, 以实际的射线分布计算理论走时作为观测走时, 进行数据反演, 最终得到检测板结果, 与输入模型共同示于图7。通过图 7可以发现, 检测板的结果与射线密度分布(图4)呈正相关, 射线路径覆盖密集的区域速度异常体基本上可以得到较好的恢复, 在边界、 射线路径低覆盖的区域恢复情况一般。

图 7 输入模型(a)与10s(b)、 14s(c)和16s(d)周期的检测板结果Fig. 7 The input model(a)and checkboard test results of the period of 10s(b), 14s(c)and 16s(d).

3 结果和讨论
3.1 Rayleigh面波相速度反演结果及其构造意义

Rayleigh波相速度与地下介质的厚度、 S波波速、 P波波速、 介质密度等参数密切相关, 特别是对S波速度更为敏感。相速度体现的是不同周期地下速度结构信息的综合响应, 因此, 分析不同周期上的相速度特征, 可更为清晰地了解地下不同深度的剪切波速度结构。

图 8显示了研究区的相速度反演结果。在大尺度上, 本文与前人(Zhou et al., 2012; Bao et al., 2015; 吕坚等, 2016)的结果比较一致, 如在短周期上, 华北克拉通南部以及江苏北部地区都呈现低速异常, 较周围地区有6%左右的低速; 中长周期上, 大别山南部呈现2%的高速异常, 西北部呈现2%的低速异常。在小尺度上, 相对于以往的研究(Luo et al., 2012, 2013; 丁文秀等, 2017), 本文的结果揭示了一些更为细致的特征, 在短周期可以更精细地确定浅层断裂的状态, 同时在短周期和中短周期上, 清晰地给出了红安— 桐柏的高速异常分布, 而在中长周期上, 所得到的郯庐断裂南端的大尺度特征更加清楚。

短周期范围内(8~12s), 相速度主要反映上地壳和沉积层底部的结构特征, 低速异常和高速异常的分布与沉积层厚度、 矿物埋深等局部构造有密切的关系。从结果来看, 低速异常区域主要分布在平原或盆地地区, 如华北南部地区的河淮盆地(包括合肥以南的附近区域)、 苏北盆地、 江汉平原和南襄盆地等。

图 8 不同周期Rayleigh波相速度分布
黑色五角星为地震事件, 红色数字表示面波震级。FY 阜阳; DY 定远; FD 肥东; HS 霍山; AQ 安庆; JJ 九江Fig. 8 The distribution of Rayleigh wave phase velocity at different periods.

同时, 同一地区在不同短周期上呈现的低速异常分布反映了该地区沉积层的厚度。由图 8可见, 华北平原南部和苏北盆地的低速异常在周期< 16s时均可见, 而南襄盆地和江汉平原对应的低速异常在周期> 12s时已经消失, 说明前者的沉积层厚度比后者厚, 这些结论与前人的结果有一定的差异(Zhou et al., 2012)。这些结构特征与区域地质构造关系密切。华北盆地和苏北盆地由于拉张作用, 地壳厚度不断变薄, 并且地表有下沉的趋势, 导致沉积层物质不断堆积; 而南襄盆地和江汉平原地处构造相对稳定的区域, 其沉积层相对较薄。短周期的高速异常主要出现在桐柏— 红安地区、 合肥以北地区、 大别山中西部、 黄山和庐山所在的浙西褶皱带等山地区域, 表明这些区域沉积层厚度较小或者存在基岩出露。对比8s、 10s和12s周期的相速度图像, 上述低速异常和高速异常在8s周期上显示出最大的幅度和空间分布, 随后幅度降低、 分布面积减小。值得注意的是, 8s周期上大巴山附近为高速异常, 周期为12s时变为低速异常, 暗示大巴山的中上地壳的强度相对较弱, 这在前人的结果中也未明显体现(Zhou et al., 2012)。

周期为16~20s的相速度大致反映中地壳附近的速度变化特征。主要的高速和低速异常分布区域与12s周期的图像没有太大变化。与周期为8~12s的相速度图像对比可知, 河淮盆地和苏北盆地的低速异常面积大幅度减小。大别山东部的低速异常的面积不断变化, 呈现沿着大别山向NW延伸、 随后向SE延伸的趋势, 表明该区域内低速体的分布在中部地壳内的深度逐渐增大。前人的研究显示大别山造山带的山根仅5km, 且东部的超高压变质岩层的厚度≤ 8km(杨文采, 2003; 滕吉文等, 2006)。因此, 我们推测这些低速异常可能是超高压变质岩快速折返后形成了空区, 继而被周围的花岗岩不完全填充造成的, 或者与超高压变质岩折返过程中形成的韧性剪切带物质有关(Zhong et al., 1999; 刘福田等, 2003), 该低速异常与大别山东部的重力异常低值(袁惟正等, 2003)有良好的一致性。同时, 对比12s周期的速度图像, 黄山、 庐山的高速异常幅度下降、 面积缩小。红安— 桐柏地区的高速异常区域面积逐渐缩小, 最后与周围无明显差异。江汉平原从低速异常逐步变为高速异常, 可能反映了江汉平原沉积层下部存在结晶基底。

中长周期(25~30s)的相速度主要反映了中下地壳的速度结构变化特征。25s周期的相速度图像和20s的差异不大, 只是大别山地区的低速异常面积有所减小, 表明低波速岩石介质分布可能抵达莫霍面, 这种低速异常可能与超高压变质岩折返过程中形成的韧性剪切带或者脆性剪切带有关(Zhong et al., 1999; 刘福田等, 2003), 也可能是早白垩世花岗岩生成并入侵换位而形成的大别山穹隆构造。30s周期的相速度图像上, 大别山东部的低速异常逐渐分化为比较分散的低速异常体, 沿郯庐断裂南端的两侧, 低速异常依次垂直且向S排列展开, 显示出一定的错位。这可能是在合肥盆地形成过程中, 太平洋板块向华北克拉通俯冲, 后期的俯冲方向转为NE-SW向后造成的(李云平等, 2006); 也可能与晚三叠世、 侏罗纪末期发生的2次强烈的左行平移使得大别— 苏鲁造山带错开550km(李云平等, 2006), 并在其后经历了复杂的地质构造过程有关。分析认为, 这里的复杂地质构造形成的过程, 可能是原本呈现近NW-SE走向的低速、 高速异常相互交替, 在后续地质过程中发生了沿着郯庐断裂的左行滑动, 形成咬合状的高速、 低速交替出现的情况。合肥盆地在25s周期相速度图像上显示为低速异常, 自30s开始变为高速异常, 这在一定程度上说明在合肥盆地下方, 以25~30s周期对应的深度约30km的区域为界, 其上、 下分别属于不同块体。苏北盆地的低速异常也比周期为10s左右时的幅度低, 呈现大范围的低速异常, 这可能与苏北盆地经历的地壳和岩石圈伸展减薄有关。由于郯庐断裂带的存在, 导致郯庐东部的苏北盆地向N伸展和推进了500多km(李云平等, 2006), 使得地壳出现较为剧烈的拉张减薄, 从而导致地壳速度比西部河淮盆地更低。

35s周期的相速度图像反映了地壳底部至上地幔顶部的速度结构特征, 同时地壳厚度对该周期上的相速度有很大的影响。分析发现, 大别山及周围地区的高速、 低速异常幅度越来越小。江汉盆地显示出低速异常。Huang等(2015)通过接收函数得到的结果显示江汉盆地地壳厚度约30km, 下部存在地壳减薄的区域, 低速异常表明晚中生代区域构造环境可能由挤压转换为伸展, 造成地壳减薄。大别山区至黄山地区呈现高速异常, 此深度上, 地质体受到比较明显的挤压作用, 或者地壳在此深度上有减薄现象。大别山南部的低速异常逐渐消失, 在更大周期的相速度图像上完全消失, 此时的大别南部相速度较高, 可能与华南沿海地区经历了中生代以来玄武质岩浆的底垫作用, 下地壳主要为基性成分有关(李华等, 2008)。

在40s周期的相速度图像上, 大别南部整体显示出高速异常, 河淮盆地呈现的高速异常面积与35s周期的相速度图相比逐渐减小, 此处可能是华南块体入侵华北块体的前锋。此时的高速异常面积减小也可能表明华南块体在此发生轻微的逆时针旋转。Li等(2007)假设的中生代俯冲平板模型向NW俯冲到四川盆地东边缘, 与此处发现的逆时针轻度旋转在一定程度上有对应关系。大别— 郯庐断裂缝合带的低速异常逐渐消失, 我们认为的华南块体逆时针错动发生的深度大概在莫霍面及其以下几km范围内, 表明郯庐断裂形成后的迁移可能仅仅作用到上地幔顶部附近。

从全部的相速度图像上看, 郯庐断裂南部分隔了苏北盆地和河淮盆地, 在周期为8~25s的相速度图像表现为盆地的低速异常被郯庐断裂南侧的高速异常分割, 但周期> 30s的相速度则呈现一致的低速异常。与此同时, 郯庐断裂近大别山段, 在周期为8~25s的相速度图像中则被大别山东部的低速异常阻隔, 周期> 30s时则呈现高速异常。这些现象是否是苏鲁大别超高压变质岩快速折返后被花岗岩不完全填充, 郯庐断裂切割地壳直达上地幔后, 又经过一系列后期地质作用后形成的, 有待进一步分析。

3.2 红安— 桐柏超高压变质岩可能的空间分布

在周期为8~20s相速度图像上, 在桐柏— 红安地区出现连续的显著高速异常。这些异常的幅度 > 2% , 在周期上从8s一直持续到20s。由于该区域曾发现高压和超高压变质岩(刘晓春等, 2015), 且在实验室研究中发现超高压变质岩的速度普遍比围岩高至少约3%(Wang et al., 2005), 因此, 综合分析本文得到的高速异常和超高压变质岩的分布, 以及超高压变质岩与围岩的速度差异, 我们认为本文中的高速异常体可能对应了该区域的超高压变质岩。前人在该地区的速度结构研究中也得到类似的观点, 但是, 就分布的范围而言, 还存在一定的模糊性。例如, 丁文秀等(2017)认为大别— 红安— 桐柏等地超高压变质岩的影响仅仅到上地壳, 但可能的分布深度或为10km, 或者更深(Xu et al., 2001; 杨文采等, 2001)。以往的研究表明, 大别山地区和苏鲁地区的高压— 超高压变质岩在地壳的压力下普遍具有高波速的特征, 在高压环境下, 以柯石英榴辉岩或榴辉岩等为代表的超高压岩体的P波平均波速为7.2~8.5km/s, 以闪蓝石榴辉岩或榴辉岩为代表的高压变质岩的P波平均波速则为6.2~8.1km/s(赵志丹等, 2001), 对比非零的低压环境, 高速异常最少约3%。由此我们认为红安— 桐柏地区出现的短周期面波相速度高速异常与该地区发现的高压— 超高压变质岩有对应关系。掌握高压— 超高压变质岩的分布情况对了解红安— 桐柏的构造历史有很重要的作用。 因此, 为了更清晰直观地展示高速异常所代表的超高压变质岩可能的分布范围, 即此处高速异常( > 3% )的分布, 我们绘制了其分布情况的三维图像。图 9中展示了NE、 NW、 SE和SW 4个方向的高速异常的3-D分布图像, 从中可以发现高速异常的分布具有以下特点: 在深度上, 高速异常出现的周期从5s一直持续到14s, 表明其深度约20km; 在水平面上, 呈类似心形分布, 并且西窄东宽, 这与地表发现比较一致; 整体形态类似锥形, 并且在SW方向有横向延伸的翼部, 锥形或许表明高压— 超高压变质岩断裂后快速折返, 尾部形成拖拽, 并且折返后形成的空区很可能被岩浆岩侵入。我们也认为红安— 桐柏地区经历了伸展、 大规模岩浆侵位与构造挤出, 造成桐柏— 红安— 大别高压— 超高压变质地体最终出露地表及西窄东宽的构造格局(刘晓春等, 2015), 同样的现象也发生在前文所述及的大别山东部地区。

图 9 a 红安— 桐柏地区高速异常位置; b不同周期所对应的敏感深度; c红安— 桐柏高速异常的3-D图像Fig. 9 The location of Hong’ an-Tongbai high-velocity anomaly(a), the sensitive depth varying with its corresponding period(b), and 3-D images of the Hong’ an-Tongbai high-velocity anomaly(c).

3.3 面波速度与地震构造的关系

8s周期的面波相速度对应的敏感深度约为10km, 安徽和邻区所发生地震的震源大多位于此深度。因此, 可以通过较短周期的面波相速度特征以及断层的分布来分析研究区域的发震构造。

通常, 发生地震的断裂带两侧的速度异常较为明显(雷建设等, 2009)。一般而言, 相对于邻近的高速区, 地壳低速区强度弱, 容易发生变形, 易于发生地震, 故震源区的速度结构差异有利于地震成核并发生地震(Riaz et al., 2017)。从8s周期的相速度分布情况来看, 地震主要集中在速度变化剧烈的区域(如图 8中的周期为8s的相速度图像)。

就研究区域近年来发生的中强地震而言, 地震位置与相速度的梯度带分布以及断层位置有密切的关系, 大部分地震都发生在高速和低速异常的交界区域, 特别是速度变化剧烈的地带。例如在2005年, 震源深度为10.8km的九江MS5.7地震发生在瑞昌盆地内, 该盆地周围被2条NE断裂和2条NW隐伏构造线所包围(吕坚等, 2008)。在该区域面波速度从8s周期的大幅度高速异常变化为10s周期的小幅度高速异常, 速度降低, 表明高速区的强度逐渐降低, 对应该深度高速异常的边界外区域容易变形并积累应力, 最终在低速向高速过渡的边界处发生了九江地震。另外, 2006年深度为10km的定远MS4.2地震发生在大别山东部的郯庐断裂西侧, 在面波速度结构上表现为低速异常到高速异常的过渡区。2015年发生的阜阳MS4.3地震, 发震区所在的中国东部地区从早白垩世开始受到太平洋板块斜向俯冲的作用, 处于压扭性构造应力场控制、 影响之下, 阜阳地区在区域性伸展的背景下, 形成了NWW向和近EW向的断裂(洪德全等, 2017)。另外, 该地震发生在明显的短周期高速异常体的边界上, 表明该区域浅部的强度较高, 具备发生地震的能力, 这与该地震震源深度只有3km是一致的。此外, 从相速度分布来看, 该区域的高速异常过渡带延伸深度> 10km, 因此, 该区域也具备发生深度> 10km地震的可能性。此外, 2011年的安庆MS4.8地震、 2014年的霍山MS4.3地震等, 也都是发生在短周期面波速度出现剧烈跳变的区域。这些地震的发生, 表明在大别— 郯庐造山带, 这些两侧存在速度剧烈变化的断层仍然比较活跃, 结合速度结构展布以及地震的深度分布, 可以帮助了解该地区已知断层的地震活动性。

4 结论

本文利用背景噪声层析成像方法, 综合中国地震台网200个固定台站和21个流动台站的数据, 获得了大别— 郯庐造山带的Rayleigh面波8~40s周期的相速度分布图像, 部分区域的分辨率优于50km。

从相速度的分布来看, 红安— 桐柏存在明显的高速异常, 周期从8s到16s, 异常区域的面积逐渐缩小。结合在该地区发现的出露于地表的超高压变质岩以及岩石学的研究结果, 分析认为此处的高速异常对应了该区域的超高压变质岩的分布。根据岩石学给出的异常值和相速度的高速异常圈出了该地区的超高压变质岩可能的分布范围。在深度分布上, 高速异常出现的周期从5s一直持续到14s, 表明其深度约20km; 在水平分布上, 高速异常的分布呈现类似心形, 并且西窄东宽, 这与地表的发现比较一致; 整体形态类似锥形, 并且在SW方向有横向延伸的翼部。锥形或许表明高压— 超高压变质岩断裂后快速折返, 尾部形成拖拽, 并且折返后形成的空区很可能被岩浆岩侵入。这意味着桐柏— 红安地区经历了伸展、 大规模岩浆侵位与构造挤出, 造成桐柏— 红安— 大别高压— 超高压变质地体最终出露地表及西窄东宽的构造格局。

郯庐断裂带南端两侧地壳速度有明显差异, 该差异出现的周期从8s一直持续到35s以上, 表明郯庐断裂带是一条深大断裂, 且南段在深度上可能切穿了整个地壳, 为该区域的中、 小地震提供了孕震环境。同时, 在研究区域内的中、 小地震的震源都发生在上地壳的一些面波速度剧烈变化的区域, 这些区域往往被断层分割。因此, 如果断裂两侧存在剧烈的速度结构差异, 则可认为这些浅层断裂仍然比较活跃。浅源地震主要集中发生在短周期高速异常向低速剧烈变化的区域。基于地震的深度和速度结构的图像, 可以从地质结构上大致推测地壳浅部断裂的展布, 从而有助于认识大别山地区的发震构造及地震危险性。

致谢 中国地震局地球物理研究所 “ 国家数字测震台网数据备份中心” 提供了波形资料; 江西省地震局、 安徽省地震局在流动台布设和回收方面提供了帮助; 本文图件均使用GMT和Python软件绘制。 在此一并表示感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 陈意, 苏斌, 郭顺. 2015. 大别—苏鲁造山带橄榄岩: 进展和问题[J]. 中国科学(D辑), 45(9): 1245—1269.
CHEN Yi, SU Bin, GUO Shun. 2015. The Dabie-Sulu orogenic peridotites: Progress and key issues[J]. Science China(Ser D), 58(10): 1679—1699. [本文引用:1]
[2] 邓阳凡, 李守林, 范蔚茗, 等. 2011. 深地震测深揭示的华南地区地壳结构及其动力学意义[J]. 地球物理学报, 54(10): 2560—2574.
DENG Yang-fan, LI Shou-lin, FAN Wei-ming, et al. 2011. Crustal structure beneath South China revealed by deep seismic soundings and its dynamics implications[J]. Chinese Journal of Geophysics, 54(10): 2560—2574(in Chinese). [本文引用:1]
[3] 丁文秀, 付媛媛, 高原, 等. 2017. 秦岭—大别及邻区背景噪声的瑞利波层析成像[J]. 地球物理学报, 60(8): 2959—2968.
DING Wen-xiu, FU Yuan-yuan, GAO Yuan, et al. 2017. Phase velocity tomography of Rayleigh wave in Qinling-Dabie and its adjacent areas using ambient seismic noise[J]. Chinese Journal of Geophysics, 60(5): 421—430. [本文引用:1]
[4] 洪德全, 赵朋, 倪红玉, 等. 2017. 阜阳 MS4. 3地震震源深度的确定及地震成因分析[J]. 地球物理学报, 60(4): 1423—1432.
HONG De-quan, ZHAO Peng, NI Hong-yu, et al. 2017. Determination of seismic source depth of Fuyang MS4. 3 earthquake and analysis of seismogenesis[J]. Chinese Journal of Geophysics, 60(4): 1423—1432(in Chinese). [本文引用:1]
[5] 雷建设, 赵大鹏, 苏金蓉, 等. 2009. 龙门山断裂带地壳精细结构与汶川地震发震机理[J]. 地球物理学报, 52(2): 339—345.
LEI Jian-she, ZHAO Da-peng, SU Jin-rong, et al. 2009. Fine seismic structure under the Longmenshan fault zone and the mechanism of the large Wenchuan earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics, 52(2): 339—345(in Chinese). [本文引用:1]
[6] 雷建设, 赵大鹏, 徐义刚, 等. 2018. 长白山火山下方地幔转换带中滞留的俯冲太平洋板块存在空缺吗?[J]. 岩石学报, 34(1): 13—22.
LEI Jian-she, ZHAO Da-peng, XU Yi-gang, et al. 2018. Is there a gap in the stagnant Pacific slab in the mantle transition zone under the Changbaishan volcano?[J]. Acta Petrologica Sinica, 34(1): 13—22(in Chinese). [本文引用:1]
[7] 李华, 王良书, 李成, 等. 2008. 大别造山带西段宽频带数字地震台阵观测与地壳上地幔结构[J]. 中国科学(D辑), 38(7): 862—871.
LI Hua, WANG Liang-shu, LI Cheng, et al. 2009. Structure of the crust and uppermost mantle from broadband seismic array in the western Dabie Mountains, east central China[J]. Science in China(Ser D), 52(2): 203—212. [本文引用:1]
[8] 李曙光, 杨蔚, 2002. 大别造山带深部地缝合线与地表地缝合线的解耦及大陆碰撞岩石圈楔入模型: 中生代幔源岩浆岩Sr-Nd-Pb同位素证据[J]. 科学通报, 47(24): 1898—1905.
LI Shu-guang, YANG Wei. 2003. Decoupling of surface and subsurface sutures in the Dabie orogen and a continent-collisional lithospheric-wedging model: Sr-Nd-Pb isotopic evidences of Mesozoic igneous rocks in eastern China[J]. Chinese Science Bulletin, 48(8): 831—838. [本文引用:1]
[9] 李云平, 吴时国, 韩文功, 等. 2006. 合肥盆地和郯庐断裂带南段深部地球物理特征研究[J]. 地球物理学报, 49(1): 115—122.
LI Yun-ping, WU Shi-guo, HAN Wen-gong, et al. 2006. A study on geophysical features of deep structures of the Hefei Basin and the southern Tanlu fault zone[J]. Chinese Journal of Geophysics, 49(1): 115—122(in Chinese). [本文引用:1]
[10] 刘福田, 徐佩芬, 刘劲松, 等. 2003. 大陆深俯冲带的地壳速度结构: 东大别造山带深地震宽角反射/折射研究[J]. 地球物理学报, 46(3): 366—372.
LIU Fu-tian, XU Pei-fen, LIU Jing-song, et al. 2003. The crustal velocity structure of the continental deep subduction belt: Study on the eastern Dabie orogen by seismic wide-angle reflection/refraction[J]. Chinese Journal of Geophysics, 46(3): 366—372(in Chinese). [本文引用:1]
[11] 刘建华, 刘福田, 孙若眛, 等. 1995. 秦岭—大别造山带及其南北缘地震层析成像[J]. 地球物理学报, 38(1): 46—54.
LIU Jian-hua, LIU Fu-tian, SUN Ruo-mei, et al. 1995. Seismic tomography beneath the Qinling-Dabie orogenic belts and both the northern and southern fringes[J]. Chinese Journal of Geophysics, 38(1): 46—54(in Chinese). [本文引用:1]
[12] 刘启元, Rainer K, 陈九辉, 等. 2005. 大别造山带壳幔界面的断错结构和壳内低速体[J]. 中国科学(D辑), 35(4): 304—313.
LIU Qi-yuan, Rainer K, CHEN Jiu-hui, et al. 2005. Dislocation structure of the crust-mantle boundary and low-velocity body within the crust beneath the Dabie Shan collision orogen[J]. Science in China(Ser D), 48(7): 875—885. [本文引用:1]
[13] 刘晓春, 李三忠, 江博明. 2015. 桐柏—红安造山带的构造演化: 从大洋俯冲/增生到陆陆碰撞[J]. 中国科学(D辑), 45(8): 1088—1108.
LIU Xiao-chun, LI San-zhong, JIANG Bo-ming. 2015. Tectonic evolution of the Tongbai-Hong’an orogen in central China: From oceanic subduction/accretion to continent-continent collision[J]. Science in China(Ser D), 58(9): 1477—1496. [本文引用:1]
[14] 刘贻灿, 李曙光. 2008. 俯冲陆壳内部的拆离和超高压岩石的多板片差异折返: 以大别—苏鲁造山带为例[J]. 科学通报, 53(18): 2153—2165.
LIU Yi-can, LI Shu-guang. 2008. Detachment within subducted continental crust and multi-slice successive exhumation of ultrahigh-pressure metamorphic rocks: Evidence from the Dabie-Sulu orogenic belt[J]. Chinese Science Bulletin, 53(18): 2153—2165(in Chinese). [本文引用:1]
[15] 吕坚, 谢祖军, 郑勇, 等. 2016. 华南地块及其邻区Rayleigh波相速度层析成像研究[J]. 中国科学(D辑), 46(11): 1528—1541.
LÜ Jian, XIE Zu-jun, ZHENG Yong, et al. 2016. Rayleigh wave phase velocities of South China block and its adjacent areas[J]. Science in China(Ser D), 59(11): 1—14. [本文引用:1]
[16] 吕坚, 郑勇, 倪四道, 等. 2008. 2005年11月26日九江—瑞昌 MS5. 7、 MS4. 8地震的震源机制解与发震构造研究[J]. 地球物理学报, 51(1): 158—164.
LÜ Jian, ZHENG Yong, NI Si-dao, et al. 2008. Focal mechanisms and seismogenic structures of the MS5. 7 and MS4. 8 Jiujiang-Ruichang earthquakes of Nov. 26, 2005[J]. Chinese Journal of Geophysics, 51(1): 158—164(in Chinese). [本文引用:1]
[17] 沈正康, 王敏, 甘卫军, 等. 2003. 中国大陆现今构造应变率场及其动力学成因研究[J]. 地学前缘, 10(S1): 93—100.
SHEN Zheng-kang, WANG Min, GAN Wei-jun, et al. 2003. Contemporary tectonic strain rate field of Chinese continent and its geodynamic implications[J]. Earth Science Frontiers, 10(S1): 93—100(in Chinese). [本文引用:1]
[18] 滕吉文, 闫雅芬, 王光杰, 等. 2006. 大别造山带与郯庐断裂带壳、 幔结构和陆内 “俯冲”的耦合效应[J]. 地球物理学报, 49(2): 449—457.
TENG Ji-wen, YAN Ya-fen, WANG Guang-jie, et al. 2006. Structure of earth’s crust and upper mantle, inland subduction and its coupling effects on the Dabie orogenic belt and the Tancheng-Lujiang fault zone[J]. Chinese Journal of Geophysics, 49(2): 449—457(in Chinese). [本文引用:1]
[19] 王敏, 沈正康, 牛之俊, 等. 2003. 现今中国大陆地壳运动与活动块体模型[J]. 中国科学(D辑), 33(S1): 21—32.
WANG Min, SHEN Zheng-kang, NIU Zhi-jun, et al. 2003. Contemporary crustal deformation of the Chinese continent and tectonic block model[J]. Science in China(Ser D), 33(S1): 21—32(in Chinese). [本文引用:1]
[20] 吴萍萍, 王椿镛, 丁志峰, 等. 2012. 大别—苏鲁及邻区上地幔的各向异性[J]. 地球物理学报, 55(8): 2539—2550.
WU Ping-ping, WANG Chun-yong, DING Zhi-feng, et al. 2012. Seismic anisotropy of upper mantle beneath the Dabie-Sulu and its adjacent areas[J]. Chinese Journal of Geophysics, 55(8): 2539—2550(in Chinese). [本文引用:1]
[21] 徐佩芬, 刘福田, 王清晨, 等. 2000. 大别—苏鲁碰撞造山带的地震层析成像研究: 岩石圈三维速度结构]J]. 地球物理学报, 43(3): 377—385.
XU Pei-fen, LIU Fu-tian, WANG Qing-chen, et al. 2000. Seismic tomography beneath the Dabie-Sulu collision orogen: 3-D velocity structures of lithosphere[J]. Chinese Journal Of Geophysics, 43(3): 377—385(in Chinese). [本文引用:1]
[22] 杨文采. 2003. 大别苏鲁地区层状地幔反射体及其解释[J]. 地球物理学报, 46(2): 191—196.
YANG Wen-cai. 2003. Layered mantle reflectors in Dabie-Sulu areas and their interpretation[J]. Chinese Journal of Geophysics, 46(2): 191—196(in Chinese). [本文引用:1]
[23] 杨文采, 余长青. 2001. 根据地球物理资料分析大别—苏鲁超高压变质带演化的运动学与动力学[J]. 地球物理学报, 44(3): 346—359.
YANG Wen-cai, YU Chang-qing. 2001. Kinetics and dynamics of development of the Dabie-Sulu UHPM terranes based on geophysical evidences[J]. Chinese Journal of Geophysics, 44(3): 346—359(in Chinese). [本文引用:1]
[24] 袁惟正, 徐新忠, 雷江锁, 等. 2003. 大别山地震波速度剖面的重力拟合及花岗岩带[J]. 中国地质, 30(3): 235—239.
YUAN Wei-zheng, XU Xin-zhong, LEI Jiang-suo, et al. 2003. Simulation of gravity anomaly of the velocity profile from wide-angle reflection seismic profiling and the granite belt in the Dabie Mountains[J]. Chinese Geology, 30(3): 235—239(in Chinese). [本文引用:1]
[25] 赵志丹, 谢鸿森, 周文戈, 等. 2001. 大别山榴辉岩的密度和波速及其对壳-幔循环的启示[J]. 矿物岩石地球化学通报, 20(1): 6—10.
ZHAO Zhi-dan, XIE Hong-sen, ZHOU Wen-ge, et al. 2001. Density and P-wave velocity of the eclogite from Dabieshan and its implications for crust-mantle recycling[J]. Bulletin of Mineralogy Petrology and Geochemistry, 20(1): 6—10(in Chinese). [本文引用:1]
[26] 赵志新, 徐纪人. 2009. 广角反射地震探测得到的中国东部地壳三维P波速度结构[J]. 科学通报, 54(7): 931—937.
ZHAO Zhi-xin, XU Ji-ren. 2009. Three-dimensional crustal velocity structure of P-wave in East China from wide-angle reflection and refraction surveys[J]. Chinese Science Bulletin, 54(7): 931—937(in Chinese). [本文引用:1]
[27] 郑现, 赵翠萍, 周连庆, 等. 2012. 中国大陆中东部地区基于背景噪声的瑞利波层析成像[J]. 地球物理学报, 55(6): 1919—1928.
ZHENG Xian, ZHAO Cui-ping, ZHOU Lian-qing, et al. 2012. Rayleigh wave tomography from ambient noise in central and eastern Chinese mainland [J]. Chinese Journal of Geophysics, 55(6): 1919—1928(in Chinese). [本文引用:1]
[28] 郑秀芬, 欧阳飚, 张东宁, 等. 2009. “国家数字测震台网数据备份中心”技术系统建设及其对汶川大地震研究的数据支撑[J]. 地球物理学报, 52(5): 1412—1417.
ZHENG Xiu-fen, OUYANG Biao, ZHANG Dong-ning, et al. 2009. Technical system construction of Data Backup Centre for China Seismograph Network and the data support to researches on the Wenchuan earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics, 52(5): 1412—1417(in Chinese). [本文引用:1]
[29] Bao X W, Song X D, Li J T. 2015. High-resolution lithospheric structure beneath mainland China from ambient noise and earthquake surface-wave tomography[J]. Earth and Planetary Science Letters, 417: 132—141.
Barmin M P, Ritzwoller M H, Levshin A L. 2001. A fast and reliable method for surface wave tomography[J]. Pure and Applied Geophysics, 158(8): 1351—1375. [本文引用:1]
[30] Bensen G D, Ritzwoller M H, Barmin M P, et al. 2007. Processing seismic ambient noise data to obtain reliable broad-band surface wave dispersion measurements[J]. Geophysical Journal International, 169(3): 1239—1260.
Chen L, Zheng T, Xu W. 2006. A thinned lithospheric image of the Tanlu fault zone, eastern China: Constructed from wave equation based receiver function migration[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 111: B09312. [本文引用:1]
[31] Chung S L. 1999. Trace element and isotope characteristics of Cenozoic basalts around the Tanlu Fault with implications for the eastern plate boundary between North and South China[J]. The Journal of Geology, 107(3): 301—312. [本文引用:1]
[32] Hacker B R, Ratschbacher L, Webb L, et al. 1995. What brought them up?Exhumation of the Dabie Shan ultrahigh-pressure rocks[J]. Geology, 23(8): 743—746. [本文引用:1]
[33] Huang R, Xu Y X, Zhu L P, et al. 2015. Detailed Moho geometry beneath southeastern China and its implications on thinning of continental crust[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 112: 42—48. [本文引用:1]
[34] Levshin A L, Ritzwoller M H. 2001. Automated detection, extraction, and measurement of regional surface waves[J]. Pure and Applied Geophysics, 158(8): 1531—1545. [本文引用:1]
[35] Lei J S, Zhao D P. 2005. P-wave tomography and origin of the Changbai intraplate volcano in Northeast Asia[J]. Tectonophysics, 397(3): 281—295. [本文引用:1]
[36] Lei J S, Xie F R, Fan Q C, et al. 2013. Seismic imaging of the deep structure under the Chinese volcanoes: An overview[J]. Physics of the Earth & Planetary Interiors, 224(4): 104—123. [本文引用:1]
[37] Li Y, Gao M, Wu Q. 2014. Crustal thickness map of the Chinese mainland from teleseismic receiver functions[J]. Tectonophysics, 611(1): 51—60. [本文引用:1]
[38] Li Z X. 1994. Collision between the North and South China blocks: A crustal-detachment model for suturing in the region east of the Tanlu Fault[J]. Geology, 22: 739—742. [本文引用:1]
[39] Li Z X, Li X H. 2007. Formation of the 1300-km-wide intra-continental orogen and postorogenic magmatic province in Mesozoic South China: A flat-slab subduction model[J]. Geology, 35(2): 79—182. [本文引用:1]
[40] Lin S F, Li Z X. 1995. Collision between the North and South China blocks: A crustal-detachment model for suturing in the region east of the Tanlu Fault: Comment and reply[J]. Geology, 23: 574—576. [本文引用:1]
[41] Luo Y H, Xu Y X, Yang Y J. 2012. Crustal structure beneath the Dabie orogenic belt from ambient noise tomography[J]. Earth and Planetary Science Letters, 313-314(1): 12—22. [本文引用:1]
[42] Luo Y H, Xu Y X, Yang Y J. 2013. Crustal radial anisotropy beneath the Dabie orogenic belt from ambient noise tomography[J]. Geophysical Journal International, 195(2): 1149—1164. [本文引用:1]
[43] Luo Y H, Yang Y J, Xu Y X, et al. 2015. On the limitations of interstation distances in ambient noise tomography[J]. Geophysical Journal International, 201(2): 652—661. [本文引用:1]
[44] Okay A I, Xu S, Sengor A M C. 1989. Coesite from the Dabie Shan eclogites, central China[J]. European Journal of Mineralogy, 1: 595—598. [本文引用:1]
[45] Riaz M S, Zheng Y, Xiong X, et al. 2017. Refined 3-D seismic velocity structures and seismogenic environment of the MS6. 5 Ludian earthquake[J]. Bulletin of the Seismological Society of America, 107(6): 3023—3036. [本文引用:1]
[46] Wang Q, Ji S, Salisbury M H, et al. 2005. Shear wave properties and Poisson’s ratios of ultrahigh-pressure metamorphic rocks from the Dabie-Sulu orogenic belt, China: Implications for crustal composition[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 110(B8): B08208. [本文引用:1]
[47] Wu Y, Wang H, Gao S, et al. 2014. LA-ICP-MS monazite U-Pb age and trace element constraints on the granulite-facies metamorphism in the Tongbai orogen, central China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 82(3): 90—102. [本文引用:1]
[48] Wu Y B, Zheng Y F. 2013. Tectonic evolution of a composite collision orogen: An overview on the Qinling-Tongbai-Hong’an-Dabie-Sulu orogenic belt in central China[J]. Gondwana Research, 23(4): 1402—1428. [本文引用:1]
[49] Xu P, Liu F, Wang Q, et al. 2001. Slab-like high velocity anomaly in the uppermost mantle beneath the Dabie-Sulu orogen[J]. Geophysical Research Letters, 28(9): 1847—1850. [本文引用:1]
[50] Ye K, Yao Y, Katayama I, et al. 2000. Large areal extent of ultrahigh-pressure metamorphism in the Sulu ultrahigh-pressure terrane of East China: New implications from coesite and omphacite inclusions in zircon of granitic gneiss[J]. Lithos, 52(1): 157—164. [本文引用:1]
[51] Yuan X C, Klemperer S L, Teng W B, et al. 2003. Crustal structure and exhumation of the Dabie Shan ultrahigh-pressure orogen, eastern China, from seismic reflection profiling[J]. Geology, 31(5): 435—438. [本文引用:1]
[52] Zhang Z, Li Y K, Lu D Y, et al. 2000. Velocity and anisotropy structure of the crust in the Dabieshan orogenic belt from wide-angle seismic data[J]. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 122(1): 115—131. [本文引用:1]
[53] Zhao D, Maruyama S, Omori S. 2007. Mantle dynamics of western Pacific and East Asia: Insight from seismic tomography and mineral physics[J]. Gondwana Research, 11(1-2), 120—131. [本文引用:1]
[54] Zheng Y F, Fu B, Gong B, et al. 2003. Stable isotope geochemistry of ultrahigh pressure metamorphic rocks from the Dabie-Sulu orogen in China: Implications for geodynamics and fluid regime[J]. Earth-Science Reviews, 62(1-2): 105—161. [本文引用:1]
[55] Zheng Y F. 2008. A perspective view on ultrahigh-pressure metamorphism and continental collision in the Dabie-Sulu orogenic belt[J]. Chinese Science Bulletin, 53(20): 3081—3104. [本文引用:1]
[56] Zheng Y, Shen W, Zhou L, et al. 2011. Crust and uppermost mantle beneath the North China Craton, northeastern China, and the Sea of Japan from ambient noise tomography[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 116(B12): B12312. [本文引用:1]
[57] Zhong Z, Suo S, You Z. 1999. Regional-scale extensional tectonic pattern of ultrahigh-pressure and high-pressure metamorphic belts from the Dabie massif, China[J]. International Geology Review, 41(11): 1033—1041. [本文引用:1]
[58] Zhou L Q, Xie J Y, Shen W S, et al. 2012. The structure of the crust and uppermost mantle beneath South China from ambient noise and earthquake tomography[J]. Geophysical Journal International, 189(3): 1565—1583. [本文引用:1]