帕米尔东北缘位于天山褶皱带、西昆仑造山带和塔里木盆地3个构造单元的衔接地带，是我国大陆受板块动力作用最强烈的地区、也是我国地震活动最频繁的地区之一(潘素珍等，2007).弧形的帕米尔高原和近EW向的天山为该地区的隆升单元，独特的构造特征和现今仍然活跃的构造运动使帕米尔东北缘在大陆动力学和造山带变形研究中占据非常重要的地位(杨辉等，2009).关于研究区造山带隆升的动力学机制，目前提出了多种模型.一般认为，印度板块对欧亚大陆的碰幢和持续挤压引起了帕米尔高原大幅度向北推移旋转和西昆仑山、天山等古老造山带的复活，该地区强烈的构造活动直接作用于塔里木盆地西端，在塔里木盆地西北缘形成天山前陆褶皱冲断带，在盆地西南缘形成帕米尔—西昆仑前陆褶皱冲断带，并造成了帕米尔—西昆仑构造系统与天山构造系统的直接碰撞与结合，导致该地区地壳发生强烈的缩短和严重变形(Burtman，2000；Avouac et al，1993；Burtman et al，1993；Molnar et al，1975；Sobel et al，1997；Negredo et al，2007).地震学研究揭示了帕米尔东北缘地壳中地震波速度存在显著的横向差异(潘素珍等，2007；雷建设等，2002；刘启元等，2000；杨卓欣等，2006；张先康等，2002；胥颐等，2005；胥颐等，2006； Li Zhiwei et al，2009； Lei J et al，2007；Vinnika et al，2004)，在西昆仑山和天山的局部地区，具有低的壳幔速度结构，暗示该区存在上地幔物质的上涌现象，这一结果得到地震波各向异性反演(Makeyeva et al，1992；Wolfe et al，1998；江丽君等，2010)、接收函数成像(Vinnika et al，2004；Kumar et al，2005)、地幔过渡区成像(Tian et al，2010)、Pn波速度结构(李志伟等，2007)、重力异常反演(Burov et al，1990)等结果的支持.穿过帕米尔东北缘的深地震测深剖面、重力异常拟合研究、以及大地电磁测深结果，揭示了塔里木块体向南插入西昆仑下，向北插入天山下的深部构造环境(张先康等，2002；Lyon et al，1984；鲁新便等，1995).现今GPS观测结果显示(王琪等，2000；Vergolle et al，2007)，塔里木盆地整体上对天山褶皱带形成正向挤压，刚性的塔里木盆地内部基本不变形，向北传递来自印度板块的推挤应力等.这些模型各有其合理性，但任何一种模型都面临解释一些地质问题或构造过程的局限.要全面认识帕米尔东北缘的盆山接触关系和造山带隆升的动力学过程需要来自更多学科和领域的研究及观测证据.尽管上述模型强调的机制各不相同，但其共同之处就是所有模型的动力学过程都伴随着地壳的缩短和变形.地壳厚度是描述地壳结构及其演变的重要参数，记录了地壳生长与经历的地球动力学过程，是人们认识地球演化的关键证据(熊小松等，2010).同时，地壳在缩短和变形的过程中，会伴随地壳介质的物理或者化学变化，泊松比是反映地壳形变特征、地壳物质成分和地壳介质力学性质的重要参数(李善邦等，1981).因此，研究帕米尔东北缘地壳厚度-泊松比的分布特征和壳内界面的深度，将为进一步分析该区域的盆山接触关系、西昆仑和西南天山隆升的动力学过程和机制提供重要的约束.

通过穿过帕米尔东北缘的两条深地震测深剖面，研究者获得了这些剖线上的地壳结构(张先康等，2002；刘志等，2003；段永红等，2002)，然而，深地震测深剖面只能约束线性区域的地壳厚度和泊松比分布.远震体波接收函数仅与台站下方的介质结构有关，而基本上与震源和传播路径无关，它是利用远震入射到台站下方的Ps或Sp转换波来探测地下速度间断面，因此，该方法是现阶段国内外运用远震波形数据获得地震台站下方间断面深度的最有效手段(Langston et al，1979).近年来，一些学者对帕米尔东北缘开展了不同程度的接收函数研究，包括应用接收函数H-κ叠加方法获得了该区域少数台站下方的地壳厚度和泊松比(刘文学等，2011； Youlin Chen et al，2010；唐明帅等，2013；陈九辉等，2007)，还有根据接收函数反演对部分剖线(Makarov et al，2010；Kosarev et al，1993)和伽师震源区(刘启元等，2000)的地壳上地幔速度结构的分布来说明地壳厚度在该区域的变化.但由于这些研究受限于地震观测台网分布不均、观测时间不足和接收函数方法不一致等因素的影响，其结果对帕米尔东北缘的分辨率较为有限，难以获得一致性的地壳结构信息.2007年建成的新疆数字测震台网，使位于帕米尔东北缘的数字测震台网密度显著提高，为研究帕米尔东北缘区域的地壳厚度和泊松比分布提供了良好的基础.我们收集了位于帕米尔东北缘12个固定数字地震台站和天山动力学Ⅱ期10个流动宽频带数字地震台站记录的远震波形数据，应用接收函数的H-κ叠加方法研究了帕米尔东北缘的莫霍面深度-地壳泊松比特征，同时还对帕米尔东北缘部分台站下方的壳内间断面深度进行了分析.由于利用了更新和更多观测数据，相对前人(刘启元等，2000；刘文学等，2011；Youlin Chen et al，2010；唐明帅等，2013；陈九辉等，2007；Makarov et al，2010；Kosarev et al，1993)的研究结果，本文将会对帕米尔东北缘的地壳结构提供更高分辨率的认识和约束. 2 接收函数方法和数据处理

本文采用了时间域的迭代反褶积方法(Ligorra et al，1999)进行接收函数的提取，应用接收函数的H-κ叠加搜索方法(Zhu L P et al，2000)研究了帕米尔东北缘的地壳结构，对这些方法的原理笔者在其他文献中做了相应的阐述(唐明帅等，2013).

本文的研究数据包括两部分：新疆区域数字地震台网位于帕米尔东北缘的12个固定数字地震台和中美合作天山动力学Ⅱ期在帕米尔东北缘架设的10个流动甚宽频带数字地震台记录的地震资料，台站覆盖了帕米尔东北缘的塔里木盆地、天山和西昆仑山山区、塔里木盆地与天山和西昆仑山的盆山结合部，台站分布如图 1.为了获得研究区丰富的地壳深部探测资料，我们分别选取了各地震台记录的震级M≥5.5、震中距介于30°~90°、且初至P波清晰的远震波形数据.由于不同地震台观测的时间段不同，选取波形的时间段也不同，其中阿图什(ATS)、喀什(KSH)、乌恰(WUQ)、西克尔(XKR)、八盘水磨(BPM)、英吉沙(YJS)、喀什中继(KSZ)、塔什库尔干(TAG)、岳普湖(YPH)9个台记录的时间段为2009年1月到2012年12月；喀什(KAS)台记录的时间段为2001年1月到2007年12月15日(后来由于观测条件变化，该台停止了运行)；吉根(JIG)和哈拉峻(HLJ)2个台记录的时间段为2012年6月到2013年09月.上述台站除吉根(JIG)、哈拉峻(HLJ)和岳普湖(YPH)3个台安装了短周期地震计(型号：CMG-40T-1，频带宽度为2 s～40 Hz)，其他台站均安装了宽频带或甚宽频带地震计.研究和实践证明接收函数的H-κ叠加方法对短周期地震仪接收函数是适用的(唐明帅等，2013).天山动力学Ⅱ期观测剖面位于帕米尔东北缘共有10个流动宽频带数字地震台站(中国境内)，该地震剖面位于喀什 东，大致沿76°E展布，自塔里木盆地西北缘穿过西南天山南缘，向北进入海拔约2700 m的天山山区(图 1)，地震剖面自南向北分别穿过喀什背斜带、阿图什背斜带、柯克塔木、塔什皮萨克背斜带和木兹杜克背斜带，以及柯坪断裂(f1)、托特拱拜孜断裂(f2).该地震剖面全长72 km，台间距介于4~15 km(大部分台间距在8 km之内)，观测时间从2005年7月到2007年2月.图 2给出了以研究区正中位置为中心所用计算接收函数的地震震中分布.为了消除高频噪声，本文在计算中使用了高斯系数为2.5的高斯滤波器对接收函数作低通滤波.最后，我们从时域迭代拟合率大于90%的接收函数中人工挑选出相关性好、多次反射波较清晰的接收函数用于研究台站下方的地壳结构.参考研究区域的人工源地震勘探和天然地震成像结果(雷建设等，2002；刘启元等，2000；张先康等，2002；胥颐等，2006)，结合区域地质情况，选取6.3 km·s^-1和6.2 km·s^-1分别作为位于塔里木盆地、盆山结合部和山体内台站的地壳平均P波速度(TAG台为6.1 km·s^-1)用于H-κ叠加分析；取平均P波速度5.5 km·s^-1作为研究该区域盆山结合部壳内间断面深度的平均P波速度.

图 1

Fig. 1

图 1 帕米尔东北缘地震台站分布图三角形为台站，圆圈是伽师地震及其余震位置. Fig. 1 Distribution of stations used in this studyThe triangles are seismic stations，the circles are the Jiashi earthquakes.

图 2

Fig. 2

图 2 提取接收函数的地震震中分布圆圈为接收函数用到的地震位置，三角形为研究区的中心位置. Fig. 2 Distribution of teleseismic events used in our studyThe circles are the teleseismic earthquakes，the triangle shows the central position of study region.

分析各台站的接收函数发现，研究区的接收函数比较复杂、表现出独特的区域特征，不同地震台站接收函数中莫霍面的一次转换波(简称Ps)震相均清晰、多数台站下方莫霍面的多次转换波较明晰，但在P波震相与Ps震相之间不同台站的接收函数具有不同特征.图 3的(A—F)为研究区域具有不同特征的接收函数剖面图.各个台站的接收函数特征如下：XKR台接收函数波形中(图 3A)，在滞后初至P波约3.0 s处存在一组能量较强且连续的震相，我们推断其为地壳内某界面的一次转换波Ps震相，意味着在XKR台下方的地壳中部存在明显的间断面，由该间断面产生的多次转换波PpPs、PsPs+PpSs震相也较明显，图 3A中的红线分别标出了该间断面产生不同震相的理论到时.位于盆山结合部的部分台站的接收函数在初至P波后约2.0~2.5 s处存在一组能量较强且连续的震相(例如图 3E)，我们推断其为台站下方结晶基底的一次转换波Ps震相.位于天山南缘和西昆仑西北缘台站的接收函数在P 波与Ps震相之间相对干净(例如图 3C、图 3D).

图 3

Fig. 3

图 3 接收函数剖面图和H-κ叠加结果及其对应的接收函数震相到时(a—f)为接收函数的H-κ叠加振幅图，图中右上角的数字分别表示间断面厚度和平均波速比，字母表示台站名，dH代表间断面厚度误差、 dκ代表波速比误差.其中(a)为XKR台下方壳内间断面的H-κ叠加振幅图，(b)为XKR台下方Moho面的H-κ叠加振幅图；(A—F)为(a—f)对应的接收函数剖面图，红线为根据H-κ叠加结果对应间断面产生的转换波(Ps)和多次波(PpPs，PsPs+PpSs)的理论到时.Fig. 3 Receiver functions profiles，the results of H-κ grid-stacking-search and their corresponding seismic phase arrival times of receiver functions(a—f)are the results of H-κ grid-stacking-search，the numbers in the right above are the discontinuity thickness and wave velocity ratio，the letter is station name，dH is the error of discontinuity thickness，dκ is the error of wave velocity ratio.(a)is the results of inter-crustal discontinuity H-κ grid-stacking-search beneath station XKR，(b)is the results of Moho H-κ grid-stacking-search beneath station XKR.(A)—(F)are corresponding receiver functions profiles，the red lines are arrival times of Ps，PpPs，PsPs+PpSs phases for the discontinuity converted waves by the results of H-κ grid-stacking-search.

为了获取研究盆山结合处的地壳起伏和岩石性质，我们对研究区22个台站挑选出的接收函数做了H-κ叠加处理和分析，获得了22个台站的地壳平均厚度与泊松比值(表 1)，图 3(B—F)显示了部分台站的H-κ叠加振幅图.由于研究区部分台站接收函数的壳内间断面震相清晰，我们也尝试应用H-κ叠加方法分析了这些台站下方壳内间断面的平均深度(表 1、图 3a).根据获得的H-κ结果，我们计算了台站不同震中距接收函数的转换波(Ps)、多次波(PpPs、PsPs+PpSs)震相的理论到时(图 3(A—F)图中的红色线)，可以看出计算的理论到时与接收函数中实际震相的到时具有很好的一致性.

表 1(Table 1)

表 1 研究区域地震台站下方的地壳厚度-泊松比和部分台站下方的壳内间断面深度 Table 1 The crustal thickness-averaged Poisson′s ratio and the depth of inter-crustal discontinuity beneath the stations in the study area 台站名称 RF No. 地壳厚度 (km) 地壳VP/VS 地壳 泊松比 壳内界面 深度(km) 台站名称 RF No. 地壳厚度 (km) 地壳VP/VS 地壳 泊松比 壳内界面 深度(km) 1_KMSK 20 48.0±1.6 1.91±0.03 0.311 15.8±1.0 BPM 150 45.7±1.0 1.70±0.03 0.235 11.3±0.6 2_ ATSH 49 48.1±1.7 1.91±0.03 0.311 14.4±1.2 HLJ 14 53.6±0.9 1.84±0.03 0.290 3_AQKE 23 48.4±1.6 1.86±0.03 0.297 14.3±1.0 JIG 17 55.9±1.1 1.88±0.03 0.303 4_ KKTM 40 47.2±1.6 1.87±0.03 0.300 15.2±1.3 KAS 153 57.7±1.0 1.86±0.02 0.297 5_ KRUK 47 52.3±1.5 1.80±0.03 0.277 KSZ 88 57.3±1.2 1.86±0.04 0.297 6_TEGL 56 52.3±1.2 1.70±0.03 0.235 13.2±1.3 KSH 90 52.1±1.2 1.63±0.02 0.198 7_TRKX 62 54.3±1.3 1.70±0.03 0.235 19.3±1.0 TAG 66 69.3±1.3 1.85±0.03 0.294 8_AHQI 39 52.1±1.5 1.75±0.03 0.258 20.6±1.1 WUQ 120 50.3±1.4 1.83±0.03 0.287 9_TLKC 72 51.7±1.5 1.77±0.03 0.266 XKR 146 45.3±1.5 1.77±0.03 0.266 21.3±1.1 10_ORTO 76 52.9±1.2 1.80±0.03 0.277 YJS 105 53.2±1.3 1.73±0.03 0.249 ATS 50 52.1±1.4 1.78±0.03 0.269 15.9±1.1 YPH 50 45.5±1.5 1.77±0.03 0.266

表 1 研究区域地震台站下方的地壳厚度-泊松比和部分台站下方的壳内间断面深度 Table 1 The crustal thickness-averaged Poisson′s ratio and the depth of inter-crustal discontinuity beneath the stations in the study area

地壳厚度是描述地壳结构及其演变的重要参数.表 1(RF No. 表示用于H-κ叠加的接收函数数量)和图 4的结果显示，帕米尔东北缘的Moho面起伏变化剧烈(约从45 km到69 km)，其总体分布除呈现东薄西厚、南厚北薄的特征外，在塔里木盆地与 西南天山的盆山结合区域，台站下方存在明显的壳 内间断面.研究区塔里木盆地的地壳厚度大约为45 km； 位于塔里木盆地与西南天山接触带的大部分区域地壳厚度约介于45 km到48 km之间，但是同样位于塔里木盆地与西南天山接触带的KAS和KSZ两个台的地壳厚度分别约为57.7 km和57.3 km，KAS台接收函数具有明显的沉积层特征，对于KAS台的沉积层厚度及其对H-κ结果的影响，我们将另文分析.由塔里木盆地向天山延伸，莫霍面向北逐渐倾斜，大约从45 km加深到55 km；从塔里木盆地向西昆仑山延伸，莫霍面大约从45 km加深到69 km.位于喀什山前坳陷前缘的托特拱拜孜—阿尔帕雷克断裂(图 1中的f2)是塔里木地块与南天山的分界断 裂，跨越该断裂的KKTM和KRUK台下方的地壳厚度发生了断错(相差约5 km)，表明该断裂为超壳断裂，深地震宽角反射/折射剖面的研究也证明该断裂从盆地基底延伸至莫霍面(张先康等，2002).

图 4

Fig. 4

图 4 帕米尔东北缘地壳厚度分布Fig. 4 The distribution of the crustal thickness in the northeastern Pamir region

我们得到KAS地震台的地壳厚度约为57.7 km、泊松比为0.297，KSZ台位于KAS台北偏东8.4 km，其地壳厚度约为57.3 km，地壳内的平均泊松比为0.297.而位于KAS台周围的其他台(KSH、YPH、KMSK、WUQ)的地壳厚度都小于53 km(表 1).上述结果表明在塔里木盆地与西南天山地区，KAS台下方的地壳厚度达到了最深，向该台外围扩展，在不远的距离处地壳厚度变薄了约5 km左右.目前，对于KAS和KSZ台下方的地壳厚度与周围其他台地壳厚度如此大差别的原因还不清楚，可能与该区域存在较强的横向不均一性有关，但具体的原因还需要进一步的研究.

由于研究区部分台站接收函数中的壳内间断面震相十分清晰，我们通过改变平均P波速度值(本文取5.5 km·s^-1(雷建设等，2002；刘启元等，2000；张先康等，2002；胥颐等，2006))和H-κ叠加方法的搜索范围，基于P波接收函数和H-κ叠加方法，研究了部分位于盆山结合部台站下方的壳内间断面埋深信息(表 1).沿着天山动力学Ⅱ期台站展布的剖面，我们得到位于塔里木盆地北缘台站的壳内间断面的深度约为13~16 km，向北进入天山南麓(TRKX和AHQI台)加深到20 km左右，继续向 北进入南天山山区(在TLKC和ORTO台(图 3F)这组壳内间断面并不明显).位于西南天山—塔里木盆地结合带的深地震反射剖面显示塔里木盆地北缘基底 的双程走时约6.5 s(侯贺晟等，2012)，按5.0 km·s^-1 的上地壳平均速度，表明塔里木盆地北缘基底埋深约为15 km.本文得到的沿着天山动力学Ⅱ期台站展布的这些壳内间断面埋深信息与位于该区域的深地震反射剖面揭示的塔里木盆地北缘基底埋深结果一致.在天山山前逆冲-褶皱带内，出露地表逆断层上陡下缓，在深部均统一归并于沉积盖层底部的主滑脱面，滑脱层以上地层褶皱拱曲变形，形成典型薄皮构造(张培震等，1996).本文得到的沿着天山动力学Ⅱ期台站展布的这些壳内间断面埋深信息也显示在南北向挤压作用下，塔里木盆地基底向北俯冲，俯冲距离可能到达南天山的山前.为了更直观地认识沿天山动力学Ⅱ期剖面展布的壳内间断面埋深和地壳厚度分布，我们给出了沿该剖面高程变化台站下方壳内间断面埋深信息和地壳厚度的变化情况(图 5).本文得到XKR台下方的壳内间断面的深度约21 km，与人工地震测深(杨卓欣等，2006；张先康等，2002)得到的塔里木盆地的C₁界面深度(22~25 km)相当.伽师震源区位于塔里木盆地西北部、喀什坳陷与巴楚隆起过渡地带的麦盖提斜坡上，赵翠萍(2006)利用伽师台阵数据，采用三维速度结构对伽师震源区1998年4—10月的1024次地震进行了高精度定位，重新定位的震源深度集中在18~22 km.震源深度是探讨地震孕育、发生的深部环境、地壳变形特征及其力学性质等诸多大陆动力学问题的重要参数.震源深度的下界面可能取决于地壳内脆-韧转换带的深度，也就是说精确定位的震源深度的下界面有可能反映了脆-韧转换带的层位(石耀霖等，2003).XKR台距伽师震源区中心约48 km(图 1)，因此我们推断位于塔里木盆地的XKR台下方约21 km的间断面可能为地壳内的脆-韧转换带.

图 5

Fig. 5

图 5 沿天山动力学Ⅱ期剖面的壳内间断面埋深和地壳厚度分布(a)中黑色实线为投影剖面的位置，三角形为台站的位置，(b)为沿剖面地形高度分布图，(c)为莫霍面深度和壳内界面的深度. Fig. 5 The distribution of the depth of inter-crustal discontinuity and crustal thickness along the Tienshan dynamics Ⅱ term project profileLeft figure shows the location of the profile，in which the black solid line outlines the location of the profile，and the triangles are the locations of the stations. The upper right figure shows the elevation along the profile，and the lower right figures the Moho depths and crustal internal discontinuity depths along the profile.

波速比V_p/V_s由于对岩石性质比较敏感，因此能够比P波或者S波速度结构提供更为丰富的地下物质结构信息，能反映地球介质泊松比的改变，而泊松比是反映地壳形变特征、地壳物质成分和地壳介质力学性质的重要参数(熊小松等，2010；李善邦等，1981).图 6为本文获得的研究区地壳泊松比分布情况，表 1和图 6的结果显示，帕米尔东北缘地壳泊松比变化复杂(约从0.20到0.31)，暗示着地壳物质组成的复杂性和显著的不均匀变形和改造.研究区西南天山和西昆仑山山脉的大部分地区泊松比值介于0.27~0.30(与全球大陆地壳平均泊松比0.27(Z and t et al，1995)接近、高于中国大陆地壳平均泊松比0.249(Chen et al，2010))，对位于西昆仑的TAG台的地壳厚度和泊松比已在其他文章进行了分析(唐明帅等，2013).但在天山南麓存在泊松比介于0.23~0.27的区域，表明天山地壳的物质组成可能存在分块特征.由于位于塔里木盆地内部的台站只有YPH台，该台下方的地壳泊松比约为0.27，这不能完全代表研究区塔里木盆地的地壳泊松比.塔里木盆地与西昆仑山接触带的地壳泊松比是本研究区泊松比最低的地区，其地壳泊松比介于0.20~0.25；KSH台的泊松比为0.20，尽管这样低的值很少发现，而实验表明在低压力下，当岩石中含高比例的石英时，其泊松比小于0.21(Christensen et al，2007)，因此我们推断KSH台下部地壳结构中长英质成分较高.塔里木盆地与西南天山的盆山结合部的地壳泊松比出现了明显的分段特征，在BPM台以西的地区(喀什山前坳陷区)，其地壳泊松比介于0.28~0.31，这与喀什山前坳陷堆积了巨厚的中新生代沉积物和发生了强烈的构造变形的特征吻合；从BPM台往东的地区，泊松比介于0.235~0.266，这可能与长英质的平均地壳组分相关.研究区不同地段泊松比相差较大，反映了研究区地壳物质成分的非均匀性.

图 6

Fig. 6

图 6 帕米尔东北缘地壳泊松比分布Fig. 6 The distribution of the Poisson′s ratio in the northeastern Pamir region

地壳厚度和泊松比之间的关系可能隐含大陆地壳形成和构造演化过程的重要信息(Ji et al，2009).如果地壳由一系列水平延伸的不同岩性层在垂直方向上叠合而成，由于不同岩性具有不同的流变学强度，在构造挤压缩短(增厚)或拉张伸展(减薄)过程中，应变总是优先集中于弱岩层而不是强岩层.受到构造挤压，处于相同温度、压力条件下的长英质岩石比基性岩石更容易形成褶皱和推覆构造，其结果势必造成地壳泊松比随地壳厚度增加而减少(嵇少丞等，2009).根据本文得到的研究区地壳厚度和泊松比，我们研究了二者之间的关系，所有地震台的研究结果(图 7a)显示，研究区台站下方的地壳厚度与泊松比之间并没有明显的相关性，这或与该区地壳厚度、地壳组成横向变化异常强烈有关.但对天山动力学Ⅱ期10个台站的研究结果(图 7b)显示，从塔里木盆地北缘到西南天山，地壳泊松比随地壳厚度增加而减少，即地壳厚度和泊松比之间存在反相关关系.我们可以推断，地壳泊松比值随着地壳增厚而减小，就意味着地壳中长英质组分的增加、铁镁质组分随着地壳增厚而减少，造山过程中，通过两个上地壳的叠置从而导致地壳增厚的这种地壳增厚模式可以很好地解释地壳厚度和泊松比之间存在反相关这一现象，所以沿着天山动力学Ⅱ期10个台站的地壳可能主要是通过以长英质岩石为主要组成成分的上地壳的叠置形成的.

图 7

Fig. 7

图 7 帕米尔东北缘地壳厚度与泊松比的关系(a)和(b)分别为研究区全部22个台站、天山动力学Ⅱ期剖面10个台站的地壳厚度与泊松比的关系.Fig. 7 The relations of the crustal thickness and Poisson′s ratio in the northeastern Pamir region(a)is for all stations and (b)for 10 stations of Tienshan dynamics Ⅱ term project located in the northeastern Pamir region.

帕米尔东北缘不同块体最显著的差别就是地形海拔高程，其地壳厚度总体分布呈现东薄西厚、南厚北薄的特征.为了进一步认识帕米尔东北缘地壳厚度与地表形态的关系，我们分析了研究区地壳厚度与海拔高程的关系(图 8).通过对全部22个地震台地壳厚度与海拔高程进行线性拟合，得到线性回归方程为：y=5.97x+41.04(如图 8a所示)，方程中y代表地壳厚度，x代表海拨高程，表明地壳厚度 与海拔的相关性相对较弱，其相关系数(0.66)小于华北地区地壳厚度与海拨关系的相关系数(0.80)(葛粲等，2011).但从不同的台网来看，相关性系数存在着明显的差异，天山动力学Ⅱ期10个台站的研究结果(图 8b)显示，地壳厚度与地形高度具有很好的相关性(相关系数为0.85)，这可能表明沿着天山动力学Ⅱ期10个台站的地壳整体上处于相对均衡的状态.而固定台网的台站下面的地形高度和地壳厚度相关性较差，这可能意味着这些区域处于造山活动活跃，均衡效应比较低的状态，其他的动力学效应，比如地幔对流(Liu et al.，2007)的支撑作用可能在这些区域起着重要影响.

图 8

Fig. 8

图 8 帕米尔东北缘地壳厚度与海拔高程的关系(a)和(b)分别为研究区全部22个台站、天山动力学Ⅱ期剖面10个台站的地壳厚度与海拨高程的关系.Fig. 8 The relations of the crustal thickness and elevation in the northeastern Pamir region(a)is for all stations and (b)for 10 stations of Tienshan dynamics Ⅱterm project located in the northeastern Pamir region.

本文通过分析位于帕米尔东北缘22个数字地震台的接收函数、以及对研究区的地壳厚度-泊松比特征、西南天山与塔里木盆地的盆山结合部台站下方的壳内间断面埋深的研究，得出以下结论.

(1)研究区的接收函数比较复杂、表现出独特的区域特征，不同地震台站接收函数中莫霍面的一次转换波震相清晰、多数台站下方莫霍面的多次转换波较明晰，但在直达P波震相与莫霍面的一次转换波震相之间不同台站的接收函数具有不同特征.

(2)帕米尔东北缘的Moho面起伏变化剧烈(约从45 km到69 km)，其总体分布除呈现东薄西厚、南厚北薄的特征外，在塔里木盆地与西南天山的盆山结合区域，台站下方存在明显的壳内间断面.由塔里木盆地向西南天山延伸，莫霍面向北逐渐倾斜，大约从45 km加深到55 km；从塔里木盆地向西昆仑山延伸，莫霍面大约从45 km加深到69 km.跨越位于喀什山前坳陷前缘的托特拱拜孜—阿尔帕雷克断裂的KKTM和KRUK台下方的地壳厚度发生了断错(相差约5 km)，表明该断裂为超壳断裂.

(3)我们通过改变平均P波速度值和H-κ叠加方法的搜索范围，研究了接收函数中壳内间断面震相十分清晰的台站下方的壳内间断面埋深.沿着天山动力学Ⅱ期台站展布，我们得到位于塔里木盆地北缘台站的壳内间断面的深度约为13~16 km，向北进入天山南麓加深到20 km左右，继续向北进入南天山山区壳内间断面不明显.这些壳内间断面的埋深信息暗示在南北向挤压作用下，塔里木盆地基底向北俯冲，俯冲距离可能到达南天山的山前区域.

(4)帕米尔东北缘地壳泊松比变化复杂(约从0.20到0.31)，暗示着地壳物质组成的复杂性和显著的不均匀组成.研究区西南天山和西昆仑山山脉的大部分地区泊松比值介于0.27~0.30(与全球大陆地壳平均泊松比0.27接近、高于中国大陆地壳平均泊松比0.249)，但在天山南麓存在泊松比介于0.23~0.27的区域，暗示天山地壳的物质组成存在分块特征.塔里木盆地与西昆仑山接触带的地壳泊松比是本研究区泊松比最低的地区，其地壳泊松比介于0.20~0.25；KSH台的泊松比为0.20，我们推断KSH台位于更富含长英质成分的位置.塔里木盆地与西南天山的盆山结合部的地壳泊松比出现了明显的分段特征，在BPM台以西的地区(喀什山前坳陷区)，其地壳泊松比介于0.28~0.31，从BPM台往东的地区泊松比介于0.235~0.266.

(5)研究区全部22个地震台的地壳厚度和泊松比之间并没有明显的相关性，这或与该区地壳厚度、地壳组成横向变化异常强烈有关.但天山动力学Ⅱ期10个台站的研究结果显示，从塔里木盆地北缘到西南天山，地壳泊松比随地壳厚度增加而减少，即地壳厚度和泊松比之间存在反相关关系.反映出天山地壳的增厚可能主要是通过以长英质岩石为主要组成成分的上地壳的叠置而成.

(6)研究区全部地震台地壳厚度与海拔高程的线性回归方程表明地壳厚度与海拔的相关性相对较弱(相关系数为0.66).对天山动力学Ⅱ期10个台站的研究结果显示，地壳厚度与地形高度具有很好的相关性(相关系数为0.85)，这可能表明沿着天山动力学Ⅱ期10个台站的地壳整体上处于相对均衡的状态，而其他区域的均衡情况则比较差，可能与天山的快速隆升有一定的关系.