指示地球深层动力过程的地震各向异性quot;化石quot;.pdfVIP

地球锄理学避展 第1 指示地球深层动力过程的地震 各向异性“化石” 王光杰陈云赵爱华陈东 中国科学院地质坷地球物理研究所．北京loo!01) 陈竟一 (长春科技犬学地球钧理薹、长春i30026) 摘要：地霹名向异性是地球内部介质舵一种重要屡性．地震各向异性研究不仅寄趵于准确 莰馕建球内郫耩囊装捣．透育翦于骚究地球蠹部莲袭过程，率文获海洋岩石匿每大菇岩石器筹 向异性结构黼叶、方面较详细地论述了地震各向异性与地球探层动力过程的相互芙系．论证了 地震各向异性是指示地球深层动力过程的地球物理“化石” 差毽谲：姥球秘方学；地震螽扁异性 中蛋分类碍：P3ls．2 文章标识五乌：A 文章编号：1004—2903(2000)02—0106-05 1 引 言 掏造地质学家都认识别鑫然界各两同性岩性是地球内部麓石类型的一项特侧．沉积 者、变质岩、澍浆岩矿秘均在平面癌藕位，具蒋褥盈的方位异性．最霄褥的是．擒逢地 质学家可以从明显各向同性岩石中检测出定向优选方位．显然优选矿物定向与构造备向 异性在自然界中起重要作用，考虑到成岩矿物弹性参数的变化+可以预测地震各向搏性 盛渡存在焉显疆重要，不溺擒造疫述照疆彰蘸建麓注传播静方岛待性．孰劈一方嚣诲，跫 震波方向特性将会是不嗣类型构造痕j亵的“反光镜”． 如果把各向同性“镜子”换成各向异性“镜子”来看地球内部的话，将可以保i正人 艇褥囊更好、鬻实鼯豹建球蠹舔建鬟壤型，荠爨链建震学家避人地球凄力学领域，鞭为 所测量的地震各向异性具有构造痕迹，而且可以指示出大尺艘构造特征．地震各向算性 效应的计人自然有助于构造和地球动力学重建，这在上地幔研究中特别清楚．这里-塑 性溅是主动毂述是骧缝的均依赖于地震波穿透软滚圈还是保簿在岩石匿之中．因此筑震 收稿鞠期t 1 999一08，18；修订目期：2000—0414 基盘寨碌．中科院资源与环境局资助重太项目【B)． 壬#者篙舟 后出站．理为中崮科带麓她质与建球物理研究新捌静}充员．主要碱事地震搜聂丈地诲造研究 第15卷 第2期 王光杰等：指示地球深层动力过程的地震各向异性“化石¨‘ ·107· 各向异性图可以转换成现今与过去的地幔流动图案． 地球内部究竟是什么样?它是如何活动的?这些均是地球科学家们必须解答的问题． 现有研究表明：地球内部各向异性结构的存在性是不可怀疑的事实．本文从海洋岩石圈 与大陆岩石圈各向异性结构两个方面来论述地震各向异性与地球深层动力过程的相互关 系． 2海洋岩石圈各向异性结构 海洋上地壳各向异性可能依赖于区域应力作用的沉积岩、结晶岩中裂隙的分布．活 动构造、断裂区域内．糜棱岩中矿物优选定向也可能起重要作用．下地壳各向异性也可 能存在．这可通过在显生宙地质区大尺度地震成层现象的观测以及Pn速度方位变化来 始变形有关．或者与过去构造活动有关．这些过程在足够大范围内均是一致的．是可以 通过地震各向异性来检测的．由于大量高质量三分量地震数据的观测．不可怀疑地壳与 下地壳岩石圈中地震各向异性的其它直接证据，可能在近期内大量涌现． 2．1海洋上地壳 由爆炸地震深反射以及深钻可以得到海洋地壳的成层性与厚度．现有研究显示．除 扩张过程所特有的对称性之外，海洋地壳构造一般具有方向性．这种现象可解释为线陛 海底地形与定向很好的断裂、海底裂缝的存在．因此，海底构造模型应包括定向的熔岩 流与地壳浅部的定向岩墙系统，正是这些原因导致了海底地震各向异性现象观测，太平 方数百米范围内都存在定向大尺度裂缝以及扩张的洋中脊附近与地壳早期演化产生的裂 缝；显然残余的裂缝与断裂效应随深度减弱．另一方面，洋中脊处P／S波速比异然高，而 角砾岩单元，这两类裂缝共同作用便产生了正交各向异性． 已有研究表明：地震波速方位变化与地壳年龄、扩张速率H及构造形态均有关．相 对于地壳速度变化、海洋地幔速度存在广泛而且更为系统的各向异性． 2．2海洋下地壳 海洋岩石圈由洋中脊所创造在