地球物理学报  2018, Vol. 61 Issue (7): 2760-2775   PDF    
基于背景噪声研究青藏高原东北缘瑞利波相速度和方位各向异性
王琼, 高原     
中国地震局地震预测研究所(地震预测重点实验室), 北京 100036
摘要:本研究收集了甘肃、青海、宁夏等118个宽频带数字地震台站的连续波形资料,利用噪声互相关,经过计算和筛选,在5~38 s范围内,共得到5773条瑞利波相速度频散曲线.然后采用1°×1°的网格划分,反演获得青藏高原东北缘相速度和方位各向异性分布.结果表明:短周期8~12 s内,鄂尔多斯从低速异常变为高速异常;该周期范围内各向异性结果与区域断裂走向有很好的一致性.18~25 s周期内,祁连地块、松潘-甘孜地块、羌塘地块低速异常范围逐渐变大,随周期增加地壳低速异常与人工探测结果相符;鄂尔多斯表现为速度随周期增加逐渐变大,说明其中下地壳速度相对偏高,不存在低速异常;该周期范围内的各向异性特征表现为,祁连地块和松潘甘孜地块大致呈NW-SE方向,而青藏高原内部快波方向显示了顺时针旋转的形态.在30~35 s范围内面波速度主要受莫霍面深度和莫霍面附近介质速度的影响,与地壳厚度分布有非常好的吻合.综合不同方法获得的各向异性研究结果,支持印度-欧亚板块的碰撞使青藏高原东北缘地壳发生缩短和逐渐隆升的观点,认为整个岩石圈的垂直缩短变形是青藏高原东北缘的主要形成机制.
关键词: 青藏东北缘      背景噪声      瑞利波      面波层析成像      方位各向异性     
Rayleigh wave phase velocity and azimuthal anisotropy in the northeastern margin of the Tibetan plateau derived from seismic ambient noise
WANG Qiong, GAO Yuan     
Institute of Earthquake Forecasting, China Earthquake Administration, Beijing 100036, China
Abstract: We collected data of continuous seismic waveforms recorded by 118 broadband stations from January 2011 to December 2012. Using cross-correlation, we obtained 5773 Rayleigh wave dispersion curves at periods 5 s to 38 s, and then invert the phase velocity and azimuth anisotropy by a 1°×1° grid. The results show that at short periods of 8~12 s, the phase velocity in Ordos gradually changes from low-velocity anomalies to high anomalies, reflecting the depth of sediments in the Ordos block. The anisotropy in this period range is consistent with the strike of the regional faults. At periods of 18~25 s, the Qilian, Songpan-Garzê and Qiangtang blocks exhibit a large range of low velocity, consistent with the results of deep seismic sounding. The velocity in the Ordos becomes higher with increasing period, implying relatively high velocity in mid-lower crust of the Ordos block. The predominant direction of fast waves in the Qilian and Songpan-Garzê blocks is NW-SE, while there is a clockwise rotation of fast wave direction in the interior of Tibet. At periods of 30~35 s, the phase velocity is mainly influenced by the Moho depth. Combining results of anisotropy from varied methods suggests that the lithospheric deformation in the study area is primarily driven by vertically coherent shortening associated with the India-Asia collision, which causes continuous crustal movement towards northeast, and at the same time blocked by the rigid Siberian platform in northeast.
Key words: Northeastern margin of the Tibetan plateau    Ambient noise    Rayleigh wave    Surface wave tomography    Azimuthal anisotropy    
0 引言

印度板块和欧亚板块的相互碰撞、挤压造就了如今的青藏高原.然而,关于青藏高原的隆升变形机制,尤其是壳幔变形机制仍是长期争论的重要科学问题.地球物理学家们陆续提出了多个动力学模型,如垂直连贯变形模型(England and Houseman, 1986Dewey, 1988)和中下地壳流模型(Royden et al., 1997Clark and Royden, 2000).垂直连贯变形模型认为高原上地壳以脆性变形为主,深部岩石圈表现为垂直连续变形,变形以地壳的缩短和增厚为主要特征(England et al., 1988);中下地壳流模型认为青藏高原物质在向东流动过程中,受四川盆地的阻挡分成东北和东南两个方向.其中低强度的三江地区构成了青藏高原物质东南流转向近南向流的通道,东北向则沿鄂尔多斯块体和四川块体中间的秦岭造山带方向流出(Royden et al., 2008).对于青藏高原东南缘,不少专家学者认为在中下地壳有通道流的存在,只是分布位置及几何形态仍有争议(Bao et al., 2015Liu et al., 2014Sun et al., 2012);而对于东北缘是否存在通道流仍有待进一步探究.

青藏高原东北缘位于青藏块体、鄂尔多斯块体、阿拉善块体和华南地块四大块体的交汇区,属于青藏高原东北部大型边界变形带(图 1).由于受到印度板块和欧亚板块持续碰撞、挤压的影响,研究区活动断裂发育、构造复杂,从而地震活动相对频繁,是研究造山运动和高原隆升等动力学过程的理想场所之一.从北向南分别以北祁连缝合带、南祁连缝合带、昆仑断裂、金沙江缝合带和班公—怒江缝合带为界,青藏高原东北缘可划分为祁连地块、柴达木地块、松潘—甘孜地块和羌塘地块.作为青藏东北缘的北部边界,祁连地块是新生代时期在华北克拉通南缘的发育,是由复杂变形的早古生代弧组成(Yin and Harrison, 2000);时至今日,仍以12 mm·a-1的速率沿NNE—SSW方向水平缩短(Zhang et al., 2004).南部的柴达木地块同样主要由广阔的早古生代弧组成,其上又覆盖了较年轻的、窄条状的后二叠系到三叠系弧(Yin and Harrison, 2000).松潘—甘孜地块被认为是一个位于东昆仑弧与其外侧义敦岛弧杂岩之间的弧后盆地,是由塔里木—华北地块下方的羌塘岩石圈北向俯冲引起的弧后扩张作用形成(Watson et al., 1987).

图 1 青藏高原东北缘构造背景及台站分布(黄色三角) 图中A,B,C三个虚线框为讨论方位各向异性随深度变化的区域. Fig. 1 Major tectonic setting and location of seismic stations (yellow triangles) in northeastern Tibetan Plateau Three dotted box (a, b, c) are used to discuss the variation of the azimuthal anisotropy with depth

近年来越来越多的地球科学家们先后采用人工地震测深(李松林等, 2002王椿镛等, 2003高锐等,2006张先康等,2008王海燕等,2014Wang et al., 2011)、大地电磁测深(郭守年和李勇, 1999孙洁等,2003赵国泽等,2004汤吉等,2005)、体波成像(丁志峰等,1999许忠淮等,2003郭飚等,2004Liang and Song, 2006Lei and Zhao, 2016)、面波成像(Zheng et al., 2010Yang et al., 2012Karplus et al., 2013Li et al., 2014a, 2014b)、接收函数(陈九辉等,2005李永华等,2006Zhang et al., 2012Pan and Niu, 2011)和壳幔各向异性(李永华等,2010张辉等,2012王琼等,2013Chen et al., 2009Li et al., 2010Xie et al., 2013Wang et al., 2016)等方法,对青藏高原东北缘地区的壳幔结构和物性特征进行了深入的研究,取得了一批丰硕的成果,加深了我们对研究区深部构造的认识,为块体运动和青藏高原隆升机制等诸多地球动力学问题提供了思路和证据.

在地球不同深度范围内都存在各向异性是地球内部普遍存在的一个物理现象(Crampin, 1978).通过地震各向异性的观测可以获取岩石层厚度、地球内部的构造变形、动力学过程及地幔对流等信息(高原和滕吉文, 2005).一般来说,由于地震体波或者面波地球内部不同深度范围的各向异性特征可以利用不同类型的地震体波或者面波资料获得.对于地震体波,由于其相对陡峭的入射角,它反映的是介质的平均效应,具有较高的横向分辨率.比如利用近场小震S波可得到中上地壳各向异性参数(高原等,1995石玉涛等, 2008, 2009高原等, 2008, 2010)、利用接收函数Ps转换波可计算全地壳各向异性特征(Sun et al., 2012Liu and Niu, 2012Wang et al., 2016)以及利用SKS(SKKS、PKS)震相可得到上地幔各向异性特征(常利军等,2008王琼等,2013Zhang et al., 2012).而对于面波,由于其传播路径的特殊性,反演得到的各向异性具有比较高的纵向分辨率(Debayle et al., 2005),不同周期的面波可以感应不同深度的速度结构与各向异性特征,因此可以作为研究壳幔结构的另一种约束(Fu et al., 2015, 2016).比如Yao等(2010)王琼等(2015)利用方位各向异性对青藏高原东南缘地区进行了研究;易桂喜等(2010)苏伟等(2008)获得了整个青藏高原地区的各向异性特征.要详细了解青藏高原东北缘地区的地壳特性,对地壳增厚方式及物质挤出方式等诸多科学问题进行探讨,对存在争议的地球物理学模型进行进一步讨论,还需要对研究区的速度结构及各向异性开展更加细致的研究.

本文在青藏高原构造地质背景和相关地球动力学成果的基础上,重点针对青藏高原东北缘地区,利用甘肃、青海、宁夏、陕西等118个宽频带数字地震台站的连续波形资料,采用背景噪声方法同时反演得到青藏高原东北缘1°×1°相速度和方位各向异性分布特征.较高分辨率的结果能够获得更加精细的壳幔结构特征,以期对该区域的壳幔构造变形特征提供更好的面波各向异性和速度结构方面的约束.

1 数据和方法

本文收集了区域内甘肃、宁夏、青海所有台站和四川、新疆、西藏、内蒙部分台站的三分量连续波形数据,涉及台站共118个,时间为2011年1月—2012年12月.

数据处理方法主要参考Yao等(2006)发展起来的背景噪声数据处理技术,使用的是瑞利波能量较强的垂向记录,主要包含以下几个步骤:(1)单个台站数据预处理;(2)台站对间数据互相关和叠加;(3)提取相速度频散曲线;(4)相速度层析成像和方位各向异性反演.

对于第一步单台数据预处理,结合实际研究区域范围并考虑面波在垂向的分辨能力,首先对原始数据(100 Hz)进行重采样(1 Hz),然后去仪器响应、去均值、去倾斜和带通滤波(5~50 s).为了减弱地震记录、仪器不规律性和台站附近非平稳噪声源等的影响,我们采用滑动绝对平均法对数据进行了时间正则化.

单台数据预处理完毕后,再对任一台站对的背景噪声数据进行互相关运算,之后通过叠加获取该台站对之间的互相关函数,本文使用2年的数据进行叠加.用背景噪声互相关进行层析成像,要求背景噪声源尽可能均匀(鲁来玉等,2014),而在实际观测中,由于台站两侧噪声源分布不均匀,一般得到的互相关波形正负分量的振幅是不对称的,我们将所得的正负分支反序后再叠加,从而得到互相关波形的“对称”分量.对称分量在各个周期中可以获得较高的信噪比(Lin et al., 2007),因此在接下来的计算中都使用该对称分量.图 2为以AXX台为中心相对于各台站的互相关波形.

图 2 安西台(AXX)与其他台站互相关波形(5~50 s滤波) Fig. 2 Cross-correlation of AXX with other stations

本文应用Yao等(2005)基于图像分析技术的相速度频散曲线快速提取方法进行频散曲线提取(图 3).为了获取可靠的频散信息,应用两个标准来判断频散曲线质量:一个是经验格林函数的信噪比(SNR),定义信噪比为信号窗口振幅最大值与噪声窗口振幅平均值的比值,本研究取SNR≥7;另一个是台间距/波长比,对各周期,剔除台间距小于3倍波长的记录.本研究共使用台站118个,理论上应有6903条频散曲线,经过上述两种质量控制方法计算和筛选后,共得到5773条相速度频散曲线.图 4a给出了不同周期频散测量的数据量,本研究在绝大多数周期内都得到了充足的频散曲线,有效保证了后期反演结果的准确性.同时根据每个周期的频散数据计算了对应的平均相速度值(图 4b),作为反演的初始速度模型.

图 3 台站AXX-YDT相速度频散曲线测量示意图 (a)台站对位置图;(b)不同周期对应的SNR值大小,红色星号表示SNR≥7的频散点;(c)上方黑色波形表示经验格林函数,下方表示加时间窗之后的波形,蓝色表示信号窗口,红色表示噪声窗口;(d)相速度频散曲线测量(黑色实线)图,红色圆点标示出所提取的频散点. Fig. 3 Examples of inter-station (AXX-YDT) Rayleigh phase velocity dispersion curve (a) Location of station AXX and YDT; (b) Different values of SNR at corresponding periods, red asterisk represents dispersion points of SNR≥7; (c) Top black waveform is EGFs, and below is EGFs waveform after widowing, which blue represents signal widow and red represents noise widow; (d) Phase velocity dispersion measurements (black solid line) from EGFs with red asterisks as the extracted dispersion points.
图 4 (a) 不同周期瑞利波射线路径统计;(b)各个周期平均相速度值 Fig. 4 (a) The number of inter-station phase velocity measurements from EGFs using ambient noise; (b) Average Rayleigh wave phase velocity dispersion curve

本文利用所获得的频散数据同时反演相速度和方位各向异性参数,反演方法采用Tarantola等提出的基于连续模型的非线性反演方法(Tarantola and Valette, 1982).反演时把研究区域划分成1°×1°的单元格,为了评价分析反演的分辨率和误差,我们采用检测板(checkerboard)测试技术来验证.

图 5为1°×1°的初始速度模型和方位各向异性模型,对于相速度,使用对应周期平均速度±6%的速度扰动;对于方位各向异性,为了方便对比,定义强度4%.方向±45°.图 6图 7给出了不同周期的相速度和方位各向异性分辨率测试结果.从分布图中可以看到,在研究区中间部分射线相对密集的地区反演恢复结果较好.

图 5 检测板测试输入模型 (a) 1°×1°的初始速度模型;(b)方位各向异性模型,强度为4%.方向±45°. Fig. 5 Checkerboard model for checkerboard test (a) Initial velocity model; (b) Azimuthal anisotropy model.
图 6 不同周期相速度数据恢复图像 Fig. 6 Recovery of phase velocity at different periods
图 7 不同周期方位各向异性恢复图像 Fig. 7 Recovery of anisotropy at different periods
2 反演结果

相对于密度、P波速度和厚度等层状地球模型的其他参数而言,面波相速度对大约1/3波长深度附近的S波速度结构最为敏感,且不同周期相速度对应不同深度范围的S波速度(潘佳铁等,2015).图 8给出了基阶瑞利面波对深度方向上的S波速度的敏感度核函数(Sensitivity Kernel),短周期面波具有比较窄的敏感深度范围,分辨率比较高,而长周期面波的敏感深度范围较宽,分辨率较低.

图 8 不同周期的瑞利波相速度对S波速度的灵敏度 Fig. 8 Depth sensitivity kernels to the shear wave velocity for Rayleigh wave phase velocity at different periods

本文将反演结果大致分为3个周期段,分别代表了上地壳、中下地壳和地壳底部至上地幔的速度结构和方位各向异性分布.图 9给出了研究区瑞利波相速度及方位各向异性分布图.结果显示青藏高原东北缘地区的地壳上地幔结构具有很明显的横向非均匀性,下面每个周期段使用2幅有代表性周期的相速度和方位各向异性分布来讨论其与地壳地质、壳幔S波结构之间的关系.

图 9 不同周期相速度和方位各向异性分布图 Fig. 9 The phase velocity and azimuthal anisotropy at different periods
2.1 相速度成像结果

短周期8~12 s的相速度主要反应表层和上地壳S波速度的变化情况.该范围内高速与低速异常的分布与沉积层厚度、结晶基底埋深等区域地质构造有密切关系.沉积层中的波速比造山带表层的波速小的多,因此,沉积层较厚的柴达木盆地和鄂尔多斯表现为低速异常,祁连山西段和中段表现为相对高速异常.到12 s时,柴达木盆地依旧表现为低速异常,而鄂尔多斯块体速度逐渐增高,这说明柴达木盆地内沉积层相对更厚,对应的剪切波速度相对更低.这同前人(Yang et al., 2010, Li et al., 2012)研究给出的速度分布特征是一致的.海原断裂带表现为高低速过渡带,断裂以北为低速异常,断裂以南为高速异常.显示了海原断裂带两侧不同的地形特征.北侧为河西走廊过渡带,南侧为北祁连褶皱带,1920年海原8.5级大地震正是发生在这条断裂带上.

18~25 s周期主要反映了15~35 km范围S波速度的变化情况.随着周期的增加,浅层沉积层的影响逐渐消失.从速度分布图上看,在祁连地块、松潘—甘孜地块、羌塘地块低速异常范围逐渐变大,这种地壳的低速异常与人工探测结果相符,门源—宁德人工地震探测解释结果表明祁连造山带中下地壳低速层约为17 km,相对较厚(周民都和吕态乙, 2000);达日—兰州—靖边深地震宽角反射剖面显示松潘甘孜地块在20~30 km的中地壳范围分布着低速度层.鄂尔多斯地块由低速异常转变为高速异常,这表明鄂尔多斯块体内部中下地壳可能不存在低速异常,速度相对周围区域较高,鄂尔多斯块体地壳的这种速度结构特点与人工探测结果也比较一致.如玛沁—靖边人工探测剖面结果表明鄂尔多斯块体下方具有两层地壳速度结构,下地壳无低速层且结构简单,莫霍面为尖锐的一级间断面(李松林等,2002张先康等,2003).接收函数、Pn和Sn层析成像、面波层析成像、噪声层析成像也显示了鄂尔多斯块体中下地壳呈现高速异常(许忠淮等,2003汪素云等,2003陈九辉等,2005唐有彩等,2011李多等,2012).

在25~35 s范围内,面波相速度反映了30~60 km深度范围的S波速度的变化情况,相速度分布主要受莫霍面的影响.一般来说,波速与地壳厚度相反(Li et al., 2014a),即高速异常区地壳厚度一般较薄,低速异常区地壳则比较厚,尤其是周期35 s,可以看到与地壳厚度分布(图 10)有非常好的吻合.青藏块体莫霍面比较厚,在50~70 km左右,因此属于中下地壳范围,对应比较低的速度层;而研究区往东莫霍面逐渐减薄,在鄂尔多斯及周缘达到30~45 km的厚度,所以对于30 s周期以上反映的可能是下地壳至上地幔的速度特征.祁连山的南侧和北侧分布为低速异常和高速异常,这也可能是由于地壳厚度的不同造成的,可以清晰的看到祁连山北缘断裂为两侧相速度的过渡带.一些研究认为(Liu et al., 2006Pan and Niu, 2011Wang et al., 2013),青藏块体东北缘地壳内物质组成主要为长英质岩石,并且一般来说,长英质成分密度小于铁镁质成分,使地壳偏酸性,从而中下地壳地震波速度和泊松比值偏低,由此推测青藏高原东北缘下地壳是一个丢失了铁镁质的地壳层;也有学者认为长英质的上地壳增厚也可以解释低泊松比的现象(李永华等,2006Tian and Zhang, 2013),同样也使该范围呈现低速异常.随着周期增大,青藏块体与周缘地区速度差异逐渐明显.利用GPS观测资料获得的三维有限元数值模拟结果表明(曹建玲等,2009),青藏高原在印度板块的推挤下表现为整体抬升可能是因为较软的下地壳的存在,而高原周边相比于高原内部地块下地壳相对较硬而封闭.下地壳和软流层的物质向东、东南流动也可能是由于青藏高原整体隆升到一定高度后所引起的.

图 10 研究区地壳厚度分布图(Wang et al., 2016) Fig. 10 The map of Moho depth
2.2 方位各向异性结果

8~12 s图像反映了上地壳各向异性变化特征,各向异性快剪切波方向与区域断裂走向一致性比较好.近场剪切波分裂研究也发现,走滑断裂的走向或构造与快剪切波偏振方向有很强的关联性(Gao et al., 2011).同时相关研究表明,在盆地与隆起边界的快剪切波偏振方向会受到地质构造的影响,其偏振方向与盆地与隆起交汇边界的走向一致(吴晶等,2007).如祁连造山带、昆仑断裂带、海原断裂带和六盘山断裂带等,各向异性快波方向均沿断裂带走向分布.但是,对于青藏高原东北缘及其内部来说,其地表断裂发育,地壳结构也十分复杂,导致了该范围内相对较散乱的各向异性分布.

18~25 s周期各向异性与上一范围特征基本相同,各向异性快波受区域断裂和地形构造影响比较大.祁连地块和松潘甘孜地块大致呈NW—SE方向,整个青藏高原内部快波方向显示了顺时针旋转的形态.

25~35 s周期反映了中下地壳至上地幔顶部的各向异性分布情况.祁连地块各向异性快波方向变为NW—SE方向,往西至块体过渡带变为近NS方向.青藏块体内部松潘甘孜地块各向异性快波方向由NE逐渐转变为NW方向,呈顺时针旋转的趋势,可能指示在块体碰撞挤压变形中所引起的地体内软流物质的流变方向.青藏高原地壳广泛分布的流体与部分熔融也可能是导致该区域地壳出现显著的方位各向异性的重要因素,研究表明部分熔融和熔体的定向排列也可能显著的强化和改变各向异性的特征.

在研究区域内选择了3个小区域(见图 1中A、B、C三个虚线框)讨论了方位各向异性随周期(深度)的变化(图 11).3个区域分别在祁连造山带西北部、青藏高原东北缘的东部和青藏高原东北缘向鄂尔多斯地块的过渡带.可以看到,三个区域各自的平均快波方向基本不变,对于青藏高原东北缘东部,各向异性强度逐渐增大可能与存在的下地壳低速层有关.

图 11 平均方位各向异性随周期(深度)的变化 (a)祁连造山带西北部;(b)青藏高原东北缘东部;(c)青藏高原东北缘向鄂尔多斯地块过渡带. Fig. 11 The variation of average azimuthal anisotropy with period (a) Northwest of Qilian orogen; (b) East of NE Tibet; (c) Transition zone from NE Tibet to Ordos block.
3 青藏高原东北缘隆升变形分析

地壳上地幔各向异性是近30年来从体波数据和面波频散曲线中获得的最为明显的结果之一.对于地壳和地幔中的地震各向异性的来源主要有两种解释:一种称为SPO(shape-preferred orientation),是由地球内部的地层或构造的特定排列引起的;另一种称为LPO(Lattice-preferred orientation),是由形变导致的具有各向异性性质的矿物沿特定方向排列而成.这两种成因都能用来解释地壳和地幔的各向异性(Montagner, 2004).多数裂隙分布在浅层10~15 km范围内,因此应力引起的裂隙分布是各向异性形成的主要原因.下地壳中广泛存在石英、长石、黑云母和角闪石等矿物,在应力作用下的这些矿物质形成特定排列方式,从而形成具有各向异性特征的中下地壳.而地幔中主要的矿物组成橄榄石、斜方辉石、单斜辉石都是各向异性矿物,其中橄榄岩晶体以特定方式排列能力最强,认为是上地幔各向异性的主要来源(Silver, 1996Silver and Chan, 1991).

由中国大陆构造应力场资料显示(许忠淮, 2001),青藏高原东北缘地区平均最大主压应力为NE方向,高原北侧以挤压为主,南侧以张性正断层活动为主,张力近东西向.由GPS测量得到的青藏高原东北缘的速度场结果显示(相对于稳定的欧亚板块)(Gan et al., 2007),受印度板块的北向推挤,高原内部各个地块向北运动,在东北缘地区运动方向逐渐转向北东方向,运动速率变小.其中,北祁连山可能正经历着强烈的挤压逆冲推覆构造运动,地壳缩短速率明显加剧.在高原东北缘的东缘地区,以顺时针旋转运动为主,表现为西侧呈NE向运动,到中部转变为近EW向运动,再往东则逐渐转变为ES方向运动(图 12a).

图 12 青藏高原东北缘各向异性特征综合比较 (a)地表地壳运动的GPS速度场(相对于稳定的欧亚板块)(Gan et al., 2007);绝对板块运动方向数据引自www.unavco.org. (b)—(d)给出了不同周期(8 s, 18 s, 35 s)Rayleigh面波方位各向异性与近震S波各向异性(张辉等,2012)、接收函数各向异性(Wang et al., 2016)和XKS各向异性的比较(王琼等,2013). Fig. 12 Comparison of anisotropy in the southeastern Tibetan Plateau (a) GPS velocity field of crust motion relative to the stable Eurasia (Gan et al., 2007); APM data from www.unavco.org. Figure (b—d) are comparison among Rayleigh wave anisotropy from different period (8 s, 18 s, 35 s), S wave anisotropy (Zhang et al., 2012), receiver function anisotropy (Wang et al., 2016) and XKS anisotropy (Wang et al., 2013).

张辉等(2012)利用甘肃数字地震台网的观测资料,采用SAM分析方法(高原等,2008)获得青藏高原东北缘祁连造山带内剪切波分裂参数.由于受震源深度及横波窗的限制,体现的是上地壳范围的介质各向异性特征.结果显示祁连造山带各向异性快波方向从NE逐渐转为NW向;同时对于个别台站还出现两个优势方向(NE向和NW向).浅层地壳方位各向异性结果(8 s、12 s)整体上呈NW方向,局部区域呈NE方向,与张辉等(2012)的结果也比较一致(图 12b),这说明对东北缘上地壳来说,各向异性可能受到区域构造背景应力环境和断裂构造的双重制约.

Wang等(2016)利用接收函数得到的中下地壳各向异性快波方向在青藏高原东北缘呈NNW—SSE向或NW—SE向,平均时间延迟为0.74 s,时间延迟远大于上地壳各向异性(Wang et al., 2016),这也说明地壳各向异性主要受中下地壳控制.利用XKS(SKS、PKS和SKKS)得到的青藏高原东北缘上地幔各向异性结果显示(王琼等,2013McNamara et al., 1994Herquel et al., 1999Huang et al., 2000Liu et al., 2008Li et al., 2011a),大部分台站快波偏振方向同样呈NNW—SSE向或NW—SE向,时间延迟在0.4~1.6 s之间.在青藏高原东北缘与阿拉善、鄂尔多斯块体的交汇地带,由于不同块体的相互作用,各向异性分布相对比较散乱,但平均偏振方向仍为NW方向(图 11c),这与王琼等(2013)结果也比较相似.Li等(2011b)也发现西宁台附近地震各向异性参数都表现出随方位角变化而变化的特征,他使用双层各向异性模型来进行解释,但是对于东北缘大部分地区可以用一层各向异性模型来解释.从图 11图 12可以看到,随着周期的增大,平均快波偏振方向变化不大(图 11),且不同周期的方位各向异性结果与接收函数和XKS得到的偏振方向比较一致(图 12bd).三种结果的一致性也说明了一层各向异性模型的可靠性.综上,对于青藏高原东北缘,受印度—欧亚板块的碰撞使青藏高原东北缘地壳发生缩短和逐渐隆升,整个岩石层的垂直缩短变形可能是青藏高原东北缘的主要形成机制.

4 讨论与结论

本文利用青藏高原东北缘118个宽频带地震台站记录的垂直向连续波形资料,基于背景噪声互相关方法,获得了5~38 s周期的瑞利波相速度和方位各向异性分布图像,并结合该区构造应力场、GPS、近震S波、接收函数和XKS分裂等对青藏高原东北缘壳幔结构和机制进行了分析.本文的主要结论如下:

相速度成像结果显示,短周期8~12 s内,沉积层较厚的柴达木盆地表现为低速异常,祁连山西段和中段表现为相对高速异常,鄂尔多斯从低速异常变为高速异常;18~25 s周期内,祁连地块、松潘—甘孜地块、羌塘地块低速异常范围逐渐变大,这种地壳的低速异常与人工探测结果相符;鄂尔多斯速度逐渐变大,说明其中下地壳速度相对偏高,不存在低速异常;在25~35 s范围内面波速度对中下地壳的S波速度比较敏感,相速度主要受莫霍面深度的影响,尤其是35 s周期,与地壳厚度分布图非常好的吻合.

方位各向异性结果显示,8~12 s图像各向异性结果与区域断裂走向有很好的一致性;18~25 s周期各向异性与上一范围特征基本相同,各向异性快波受区域断裂和地形构造影响比较大,祁连地块和松潘甘孜地块大致呈NW—SE方向,整个青藏高原内部快波方向显示了顺时针旋转的形态;25~35 s周期内祁连地块各向异性快波方向变为NW—SE方向,往西至块体过渡带变为近NS方向,青藏块体内部松潘甘孜地块各向异性快波方向由NE逐渐转变为NW方向,呈顺时针旋转的趋势,可能指示在块体碰撞挤压变形中所引起的地体内软流物质的流变方向.

比较不同方法获得的各向异性结果,发现虽然近场剪切波分裂的快波偏振方向所代表的中上地壳裂隙各向异性在部分区域略有差异外,本文的较长周期的反演结果与接收函数全地壳的快波偏振及上地幔快波偏振方向基本相同,暗示青藏高原东北缘壳幔具有相同的变形模式,印度—欧亚板块的碰撞使青藏高原东北缘地壳发生缩短和逐渐隆升,整个岩石层的垂直缩短变形是青藏高原东北缘的主要形成机制.

致谢

本研究采用了姚华建教授提供的背景噪声计算程序.甘肃、青海、宁夏地震局为本研究提供了连续波形数据,在此一并感谢.

References
Bao X W, Sun X X, Xu M J, et al. 2015. Two crustal low-velocity channels beneath SE Tibet revealed by joint inversion of Rayleigh wave dispersion and receiver functions. Earth and Planetary Science Letters, 415: 16-24. DOI:10.1016/j.epsl.2015.01.020
Cao J L, Shi Y L, Zhang H, et al. 2009. Numerical simulation of GPS observed clockwise rotation around the eastern Himalayan syntax in the Tibetan Plateau. Chinese Science Bulletin, 2009, 54(8): 1398-1410.
Chang L J, Wang C Y, Ding Z F, et al. 2008. Seismic anisotropy of upper mantle in the northeastern margin of the Tibetan Plateau. Chinese Journal of Geophysics, 51(2): 431-438.
Chen J H, Liu Q Y, Li S C, et al. 2005. Crust and upper mantle S-wave velocity structure across Northeastern Tibetan Plateau and Ordos block. Chinese Journal of Geophysics, 48(2): 333-342.
Chen Y, Badal J, Zhang Z J. 2009. Radial anisotropy in the crust and upper mantle beneath the Qinghai-Tibet Plateau and surrounding regions. Journal of Asian Earth Sciences, 36(4-5): 289-302. DOI:10.1016/j.jseaes.2009.06.011
Clark M K, Royden L H. 2000. Topographic ooze:Building the eastern margin of Tibet by lower crustal flow. Geology, 28(8): 703-706. DOI:10.1130/0091-7613(2000)28<703:TOBTEM>2.0.CO;2
Crampin S. 1978. Seismic-wave propagation through a cracked solid:polarization as a possible dilatancy diagnostic. Geophysical Journal International, 53(3): 467-496. DOI:10.1111/gji.1978.53.issue-3
Debayle E, Kennett B, Priestley K. 2005. Global azimuthal seismic anisotropy and the unique plate-motion deformation of Australia. Nature, 433(7025): 509-512. DOI:10.1038/nature03247
Dewey J F. 1988. Extensional collapse of orogens. Tectonics, 7(6): 1123-1139. DOI:10.1029/TC007i006p01123
Ding Z F, He Z Q, Sun W G, et al. 1999. 3-D crust and upper mantle velocity structure in eastern Tibetan Plateau and its surrounding areas. Chinese Journal of Geophysics, 42(2): 197-205.
England P, Houseman G. 1986. Finite strain calculations of continental deformation:2.Comparison with the India-Asia collision zone. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 91(B3): 3664-3676.
England P C, Houseman G A, Osmaston M F, et al. 1988. The Mechanics of the Tibetan Plateau. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 326(1589): 301-320. DOI:10.1098/rsta.1988.0089
Fu Y V, Gao Y, Li A B, et al. 2015. Lithospheric shear wave velocity and radial anisotropy beneath the northern part of North China from surface wave dispersion analysis. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 16(8): 2619-2636. DOI:10.1002/2015GC005825
Fu Y V, Gao Y, Li A B, et al. 2016. The anisotropic structure in the crust in the northern part of North China from ambient seismic noise tomography. Geophysical Journal International, 204(3): 1649-1661. DOI:10.1093/gji/ggv549
Gan W J, Zhang P Z, Shen Z K, et al. 2007. Present-day crustal motion within the Tibetan Plateau inferred from GPS measurements. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 112(B8): B08416. DOI:10.1029/2005JB004120
Gao R, Wang H Y, Ma Y S, et al. 2006. Tectonic relationships between the Zoigê Basin of the Song-pan Block and the west Qinling Orogen at lithosphere scale:results of deep seismic reflection profiling. Acta Geoscientica Sinica, 27(5): 411-418.
Gao Y, Zheng S H, Sun Y. 1995. Crack-induced anisotropy in the crust from shear wave splitting observed in Tangshan region, North China. Acta Seismologica Sinica, 17(3): 283-293.
Gao Y, Teng J W. 2005. Studies on seismic anisotropy in the crust and mantle on Chinese mainland. Progress in Geophysics, 20(1): 180-185.
Gao Y, Shi Y T, Liang W, et al. 2008. Systematic analysis method of shear-wave splitting SAM(2007):software system. Earthquake Research in China, 24(4): 345-353.
Gao Y, Wu J, Yi G X, et al. 2010. Crust-mantle coupling in North China:Preliminary analysis from seismic anisotropy. Chinese Science Bulletin, 55(31): 3599-3605. DOI:10.1007/s11434-010-4135-y
Gao Y, Wu J, Fukao Y, et al. 2011. Shear wave splitting in the crust in North China:stress, faults and tectonic implications. Geophysical Journal International, 187(2): 642-654. DOI:10.1111/gji.2011.187.issue-2
Guo B, Liu Q Y, Chen J H, et al. 2004. Seismic tomographic imaging of the crust and upper mantle beneath the Northeastern edge of the Qinghai-Xizang plateau and the Ordos area. Chinese Journal of Geophysics, 47(5): 791-798.
Guo S N, Li Y. 1999. Electrical structure of crust and upper mantle in the northern segment of north-south seismic belt and a discussion on some questions in the data. Northwestern Seismological Journal, 21(3): 285-295.
Herquel G, Tapponnier P, Wittlinger G, et al. 1999. Teleseismic shear wave splitting and lithospheric anisotropy beneath and across the Altyn Tagh Fault. Geophysical Research Letters, 26(21): 3225-3228. DOI:10.1029/1999GL005387
Huang W C, Ni J F, Tilmann F, et al. 2000. Seismic polarization anisotropy beneath the central Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 105(B12): 27927-27979.
Karplus M S, Klemperer S L, Lawrence J F, et al. 2013. Ambient-noise tomography of north Tibet limits geological terrane signature to upper-middle crust. Geophysical Research Letters, 40(5): 808-813. DOI:10.1002/grl.50202
Lei J S, Zhao D P. 2016. Teleseismic P-wave tomography and mantle dynamics beneath Eastern Tibet. Geochemistry Geophysics Geosystems, 17: 1861-1884. DOI:10.1002/2016GC006262
Li D, Zhou S Y, Chen Y S, et al. 2012. 3-D lithospheric structure of upper mantle beneath Ordos region from Rayleigh-wave tomography. Chinese Journal of Geophysics, 55(5): 1613-1623. DOI:10.6038/j.issn.0001-5733.2012.05.019
Li H Y, Li S, Song X D, et al. 2012. Crustal and uppermost mantle velocity structure beneath northwestern China from seismic ambient noise tomography. Geophysical Journal International, 188(1): 131-143. DOI:10.1111/gji.2012.188.issue-1
Li H Y, Shen Y, Huang Z X, et al. 2014a. The distribution of the mid-to-lower crustal low-velocity zone beneath the northeastern Tibetan Plateau revealed from ambient noise tomography. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 119(3): 1954-1970. DOI:10.1002/2013JB010374
Li J, Wang X J, Niu F L. 2011a. Seismic anisotropy and implications for mantle deformation beneath the NE margin of the Tibet plateau and Ordos plateau. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 189(3-4): 157-170. DOI:10.1016/j.pepi.2011.08.009
Li S L, Zhang X K, Zhang C K, et al. 2002. A preliminary study on the crustal velocity structure of Maqin-Lanzhou-Jingbian by means of deep seismic sounding profile. Chinese Journal of Geophysics, 45(2): 210-217.
Li X, Li H, Shen Y, et al. 2014b. Crustal velocity structure of the northeastern Tibetan plateau from ambient noise surface-wave tomography and its tectonic implications. Bulletin of the Seismological Society of America, 104(3): 1045-1055. DOI:10.1785/0120130019
Li Y H, Wu Q J, An Z H, et al. 2006. The poisson ratio and crustal structure across the NE Tibetan Plateau determined from receiver functions. Chinese Journal of Geophysics, 49(5): 1359-1368.
Li Y H, Wu Q J, Feng Q Q, et al. 2010. Seismic anisotropy beneath Qinghai province revealed by shear wave splitting. Chinese Journal of Geophysics, 53(6): 1374-1383. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.06.016
Li Y H, Wu Q J, Jiang L J, et al. 2010. Complex seismic anisotropic structure beneath the central Tien Shan revealed by shear wave splitting analyses. Geophysical Journal, 181(3): 1678-1686.
Li Y H, Wu Q J, Zhang F X, et al. 2011b. Seismic anisotropy of the Northeastern Tibetan Plateau from shear wave splitting analysis. Earth and Planetary Science Letters, 304(1-2): 147-157. DOI:10.1016/j.epsl.2011.01.026
Liang C T, Song X D. 2006. A low velocity belt beneath northern and eastern Tibetan Plateau from Pn tomography. Geophysical Research Letters, 33(22): L22306. DOI:10.1029/2006GL027926
Lin F C, Ritzwoller M H, Townend J, et al. 2007. Ambient noise Rayleigh wave tomography of New Zealand. Geophysical Journal International, 170(2): 649-666. DOI:10.1111/gji.2007.170.issue-2
Liu H F, Niu F L. 2012. Estimating crustal seismic anisotropy with a joint analysis of radial and transverse receiver function data. Geophysical Journal International, 188(1): 144-164. DOI:10.1111/gji.2012.188.issue-1
Liu K H, Gao S S, Gao Y, et al. 2008. Shear wave splitting and mantle flow associated with the deflected Pacific slab beneath northeast Asia. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 113(B1): B01305. DOI:10.1029/2007JB005178
Liu M J, Mooney W D, Li S L, et al. 2006. Crustal structure of the northeastern margin of the Tibetan plateau from the Songpan-Ganzi terrane to the Ordos basin. Tectonophysics, 420(1-2): 253-266. DOI:10.1016/j.tecto.2006.01.025
Liu Q Y, Van Der Hilst R D, Li Y, et al. 2014. Eastward expansion of the Tibetan Plateau by crustal flow and strain partitioning across faults. Nature Geoscience, 7(5): 361-365. DOI:10.1038/ngeo2130
Lu L Y, He Z Q, Ding Z F, et al. 2014. Azimuth anisotropy and velocity heterogeneity of Yunnan area based on seismic ambient noise. Chinese Journal of Geophysics, 57(3): 822-836. DOI:10.6038/cjg20140312
McNamara D E, Owens T J, Silver P G, et al. 1994. Shear wave anisotropy beneath the Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research, 99(B7): 13613-13655.
Montagner J. 2004. Seismic Anisotropy and Global Geodynamics. Washington, DC: American Geophysical Union: 353-385.
Pan J T, Li Y H, Wu Q J, et al. 2015. Phase velocity maps of Rayleigh waves in the southeast Tibetan plateau. Chinese Journal of Geophysics, 58(11): 3993-4006. DOI:10.6038/cjg20151109
Pan S Z, Niu F L. 2011. Large contrasts in crustal structure and composition between the Ordos plateau and the NE Tibetan plateau from receiver function analysis. Earth and Planetary Science Letters, 303(3-4): 291-298. DOI:10.1016/j.epsl.2011.01.007
Royden L H, Burchfiel B C, King R W, et al. 1997. Surface deformation and lower crustal flow in eastern Tibet. Science, 276(5313): 788-790. DOI:10.1126/science.276.5313.788
Royden L H, Burchfiel B C, Van Der Hilst R D. 2008. The geological evolution of the Tibetan Plateau. Science, 321(5892): 1054-1058. DOI:10.1126/science.1155371
Shi Y T, Gao Y, Wu J, et al. 2008. Systematic analysis method of shear-wave spliiting SAM (2007):examples of application in the regional seismograph networks. Earthquake Research in China, 24(4): 354-361.
Silver P G, Chan W W. 1991. Shear wave splitting and subcontinental mantle deformation. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 96(B10): 16429-16454. DOI:10.1029/91JB00899
Silver P G. 1996. Seismic anisotropy beneath the continents:probing the depths of geology. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 24(1): 385-432. DOI:10.1146/annurev.earth.24.1.385
Su W, Wang C Y, Huang Z X. 2008. Azimuthal anisotropy of Rayleigh waves beneath the Tibetan Plateau and adjacent areas. Science in China Series D:Earth Sciences, 51(12): 1717-1725. DOI:10.1007/s11430-008-0137-x
Sun J, Jin G W, Bai D H, et al. 2003. Sounding of electrical structure of the crust and upper mantle along the eastern border of Qinghai-Tibet Plateau and its tectonic significance. Science in China Series D:Earth Sciences, 46(S2): 243-253.
Sun Y, Niu F L, Liu H F, et al. 2012. Crustal structure and deformation of the SE Tibetan plateau revealed by receiver function data. Earth and Planetary Science Letters, 349-350: 186-197. DOI:10.1016/j.epsl.2012.07.007
Tang J, Zhan Y, Zhao G Z, et al. 2005. Electrical conductivity structure of the crust and upper mantle in the northeastern margin of the Qinghai-Tibet plateau along the profile Maqên-Lanzhou-Jingbian. Chinese Journal of Geophysics, 48(5): 1205-1216.
Tang Y C, Chen Y S, Yang Y J, et al. 2011. Ambient noise tomography in north China craton. Chinese Journal of Geophysics, 54(8): 2011-2022.
Tarantola A, Valette B. 1982. Generalized nonlinear inverse problems solved using the least squares criterion. Reviews of Geophysics, 20(2): 219-232. DOI:10.1029/RG020i002p00219
Tian X B, Zhang Z J. 2013. Bulk crustal properties in NE Tibet and their implications for deformation model. Gondwana Research, 24(2): 548-559. DOI:10.1016/j.gr.2012.12.024
Wang C S, Gao R, Yin A, et al. 2011. A mid-crustal strain-transfer model for continental deformation:A new perspective from high-resolution deep seismic-reflection profiling across NE Tibet. Earth and Planetary Science Letters, 306(3-4): 279-288. DOI:10.1016/j.epsl.2011.04.010
Wang C Y, Han W B, Wu J P, et al. 2003. Crustal structure beneath the Songpan-Garze orogenic belt. Acta Seismologica Sinica, 25(3): 229-241, 342.
Wang H Y, Gao R, Li Q S, et al. 2014. Deep seismic reflection profiling in the Songpan-west Qinling-Linxia basin of the Qinghai-Tibet plateau:data acquisition, data processing and preliminary interpretations. Chinese Journal of Geophysics, 57(5): 1451-1461. DOI:10.6038/cjg20140510
Wang Q, Gao Y, Shi Y T, et al. 2013. Seismic anisotropy in the uppermost mantle beneath the northeastern margin of Qinghai-Tibet plateau:evidence from shear wave splitting of SKS, PKS and SKKS. Chinese Journal of Geophysics, 56(3): 892-905.
Wang Q, Gao Y, Shi Y T. 2015. Rayleigh wave azimuthal anisotropy on the southeastern front of the Tibetan Plateau from seismic ambient noise. Chinese Journal of Geophysics, 58(11): 4068-4078. DOI:10.6038/cjg20151115
Wang Q, Niu F L, Gao Y, et al. 2016. Crustal structure and deformation beneath the NE margin of the Tibetan plateau constrained by teleseismic receiver function data. Geophysical Journal International, 204(1): 167-179. DOI:10.1093/gji/ggv420
Wang S Y, Xu Z H, Pei S P. 2003. Velocity structure of uppermost mantle beneath North China from Pn tomography and its implications. Science in China Series D:Earth Sciences, 46(S2): 130-140.
Wang Y X, Mooney W D, Yuan X C, et al. 2013. Crustal Structure of the Northeastern Tibetan Plateau from the Southern Tarim Basin to the Sichuan Basin, China. Tectonophysics, 584: 191-208. DOI:10.1016/j.tecto.2012.09.003
Watson M P, Hayward A B, Parkinson D N, et al. 1987. Plate tectonic history, basin development and petroleum source rock deposition onshore China. Marine and Petroleum Geology, 4(3): 205-225. DOI:10.1016/0264-8172(87)90045-6
Wu J, Gao Y, Cai J A, et al. 2007. Preliminary study on seismic anisotropy in the crust in southeast of Cathaysia block. Chinese Journal of Geophysics, 50(6): 1748-1756.
Xie J Y, Ritzwoller M H, Shen W S, et al. 2013. Crustal radial anisotropy across Eastern Tibet and the Western Yangtze Craton. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 118(8): 4226-4252. DOI:10.1002/jgrb.50296
Xu Z H. 2001. A present-day tectonic stress map for eastern Asia region. Acta Seismologica Sinica, 23(5): 492-501.
Xu Z H, Wang S Y, Pei S P. 2003. Lateral variation of Pn velocity beneath northeastern marginal region of Qingzang plateau. Acta Seismologica Sinica, 25(1): 24-31.
Yang Y J, Zheng Y, Chen J, et al. 2010. Rayleigh wave phase velocity maps of Tibet and the surrounding regions from ambient seismic noise tomography. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 11(8): Q8010. DOI:10.1029/2010GC003119
Yang Y J, Ritzwoller M H, Zheng Y, et al. 2012. A synoptic view of the distribution and connectivity of the mid-crustal low velocity zone beneath Tibet. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 117(B4): 398-399.
Yao H J, Xu G M, Zhu L B, et al. 2005. Mantle structure from inter-station Rayleigh wave dispersion and its tectonic implication in western China and neighboring regions. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 148(1): 39-54. DOI:10.1016/j.pepi.2004.08.006
Yao H J, Van Der Hilst R D, De Hoop M V. 2006. Surface-wave array tomography in SE Tibet from ambient seismic noise and two-station analysis-I. Phase velocity maps. Geophysical Journal International, 166(2): 732-744.
Yao H J, Van Der Hilst R D, Montagner J P. 2010. Heterogeneity and anisotropy of the lithosphere of SE Tibet from surface wave array tomography. Journal of Geophysical Research:Solid Earth, 115(B12): B12307. DOI:10.1029/2009JB007142
Yi G X, Yao H J, Zhu J S, et al. 2010. Lithospheric deformation of continental China from Rayleigh wave azimuthal anisotropy. Chinese Journal of Geophysics, 53(2): 256-268. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.02.004
Yin A, Harrison T M. 2000. Geologic evolution of the Himalayan-Tibetan orogen. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 28(1): 211-280. DOI:10.1146/annurev.earth.28.1.211
Zhang H, Gao Y, Shi Y T, et al. 2012. Tectonic stress analysis based on the crustal seismic anisotropy in the northeastern margin of Tibetan plateau. Chinese Journal of Geophysics, 55(1): 95-104.
Zhang H S, Teng J W, Tian X B, et al. 2012. Lithospheric thickness and upper-mantle deformation beneath the NE Tibetan Plateau inferred from S receiver functions and SKS splitting measurements. Geophysical Journal International, 19(13): 1285-1294.
Zhang P Z, Shen Z K, Wang M, et al. 2004. Continuous deformation of the Tibetan Plateau from global positioning system data. Geology, 32(9): 809-812. DOI:10.1130/G20554.1
Zhang X K, Li S L, Wang F Y, et al. 2003. Differences of crustal structures in northeastern edge of Tibet plateau, Ordos and Tangshan earthquake region in north China-results of deep seismic sounding. Seismology and Geology, 25(1): 52-60.
Zhang X K, Jia S X, Zhao J R, et al. 2008. Crustal structures beneath West Qinling-East Kunlun orogen and its adjacent area-Results of wide-angle seismic reflection and refraction experiment. Chinese Journal of Geophysics, 51(2): 439-450.
Zhao G Z, Tang J, Zhan Y, et al. 2005. Relation between electricity structure of the crust and deformation of crustal blocks on the northeastern margin of Qinghai-tibet Plateau. Science in China Ser. D Earth Sciences, 48(10): 1613-1626. DOI:10.1360/02YD0047
Zheng Y, Yang Y J, Ritzwoller M H, et al. 2010. Crustal structure of the northeastern Tibetan plateau, the Ordos block and the Sichuan basin from ambient noise tomography. Earthquake Science, 23(5): 465-476. DOI:10.1007/s11589-010-0745-3
Zhou M D, Lv T Y. 2000. The geological structure background and the crustal structure in the northeastern margin of the Qinghai-Tibetan Plateau. Acta Seismologica Sinica, 22(6): 645-653, 672.
曹建玲, 石耀霖, 张怀, 等. 2009. 青藏高原GPS位移绕喜马拉雅东构造结顺时针旋转成因的数值模拟. 科学通报, 54(2): 224-234.
常利军, 王椿镛, 丁志峰, 等. 2008. 青藏高原东北缘上地幔各向异性研究. 地球物理学报, 51(2): 431-438.
陈九辉, 刘启元, 李顺成, 等. 2005. 青藏高原东北缘-鄂尔多斯地块地壳上地幔S波速度结构. 地球物理学报, 48(2): 333-342.
丁志峰, 何正勤, 孙为国, 等. 1999. 青藏高原东部及其边缘地区的地壳上地幔三维速度结构. 地球物理学报, 42(2): 197-205.
高锐, 王海燕, 马永生, 等. 2006. 松潘地块若尔盖盆地与西秦岭造山带岩石圈尺度的构造关系-深地震反射剖面探测成果. 地球学报, 27(5): 411-418.
高原, 郑斯华, 孙勇. 1995. 唐山地区地壳裂隙各向异性. 地震学报, 17(3): 283-293.
高原, 滕吉文. 2005. 中国大陆地壳与上地幔地震各向异性研究. 地球物理学进展, 20(1): 180-185.
高原, 石玉涛, 梁维, 等. 2008. 剪切波分裂分析系统SAM(2007)——软件系统. 中国地震, 24(4): 345-353.
高原, 吴晶, 易桂喜, 等. 2010. 从壳幔地震各向异性初探华北地区壳幔耦合关系. 科学通报, 55(29): 2837-2843.
郭飚, 刘启元, 陈九辉, 等. 2004. 青藏高原东北缘-鄂尔多斯地壳上地幔地震层析成像研究. 地球物理学报, 47(5): 791-798.
郭守年, 李勇. 1999. 南北地震带北段地壳上地幔电性结构及有关资料问题的讨论. 西北地震学报, 21(3): 285-295.
李多, 周仕勇, 陈永顺, 等. 2012. 鄂尔多斯地区上地幔岩石圈三维速度结构面波反演研究. 地球物理学报, 55(5): 1613-1623. DOI:10.6038/j.issn.0001-5733.2012.05.019
李松林, 张先康, 张成科, 等. 2002. 玛沁-兰州-靖边地震测深剖面地壳速度结构的初步研究. 地球物理学报, 45(2): 210-217.
李永华, 吴庆举, 安张辉, 等. 2006. 青藏高原东北缘地壳S波速度结构与泊松比及其意义. 地球物理学报, 49(5): 1359-1368.
李永华, 吴庆举, 冯强强, 等. 2010. 青海地区S波分裂研究. 地球物理学报, 53(6): 1374-1383. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.06.016
鲁来玉, 何正勤, 丁志峰, 等. 2014. 基于背景噪声研究云南地区面波速度非均匀性和方位各向异性. 地球物理学报, 57(3): 822-836. DOI:10.6038/cjg20140312
潘佳铁, 李永华, 吴庆举, 等. 2015. 青藏高原东南部地区瑞雷波相速度层析成像. 地球物理学报, 58(11): 3993-4006. DOI:10.6038/cjg20151109
石玉涛, 高原, 吴晶, 等. 2008. 剪切波分裂分析系统SAM(2007)——区域地震台网资料应用实例. 中国地震, 24(4): 354-361.
石玉涛, 高原, 赵翠萍, 等. 2009. 汶川地震余震序列的地震各向异性. 地球物理学报, 52(2): 398-407.
苏伟, 王椿镛, 黄忠贤. 2008. 青藏高原及邻区的Rayleigh面波的方位各向异性. 中国科学D辑:地球科学, 38(6): 674-682.
孙洁, 晋光文, 白登海, 等. 2003. 青藏高原东缘地壳、上地幔电性结构探测及其构造意义. 中国科学(D辑), 33(S1): 173-180.
汤吉, 詹艳, 赵国泽, 等. 2005. 青藏高原东北缘玛沁-兰州-靖边剖面地壳上地幔电性结构研究. 地球物理学报, 48(5): 1205-1216.
唐有彩, 陈永顺, 杨英杰, 等. 2011. 华北克拉通中部地区背景噪声成像. 地球物理学报, 54(8): 2011-2022.
王椿镛, 韩渭宾, 吴建平, 等. 2003. 松潘-甘孜造山带地壳速度结构. 地震学报, 25(3): 229-241, 342.
王海燕, 高锐, 李秋生, 等. 2014. 青藏高原松潘-西秦岭-临夏盆地深地震反射剖面-采集、处理与初步解释. 地球物理学报, 57(5): 1451-1461. DOI:10.6038/cjg20140510
王琼, 高原, 石玉涛, 等. 2013. 青藏高原东北缘上地幔地震各向异性:来自SKS、PKS和SKKS震相分裂的证据. 地球物理学报, 56(3): 892-905. DOI:10.6038/cjg20130318
王琼, 高原, 石玉涛. 2015. 青藏高原东南缘基于背景噪声的Rayleigh面波方位各向异性研究. 地球物理学报, 58(11): 4068-4078. DOI:10.6038/cjg20151115
汪素云, 许忠淮, 裴顺平. 2003. 华北地区上地幔顶部Pn波速度结构及其构造含义. 中国科学(D辑), 33(S1): 91-98.
吴晶, 高原, 蔡晋安, 等. 2007. 华夏地块东南部地壳地震各向异性特征初步研究. 地球物理学报, 50(6): 1748-1756.
许忠淮. 2001. 东亚地区现今构造应力图的编制. 地震学报, 23(5): 492-501.
许忠淮, 汪素云, 裴顺平. 2003. 青藏高原东北缘地区Pn波速度的横向变化. 地震学报, 25(1): 24-31.
易桂喜, 姚华建, 朱介寿, 等. 2010. 用Rayleigh面波方位各向异性研究中国大陆岩石圈形变特征. 地球物理学报, 53(2): 256-268. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.02.004
张辉, 高原, 石玉涛, 等. 2012. 基于地壳介质各向异性分析青藏高原东北缘构造应力特征. 地球物理学报, 55(1): 95-104.
张先康, 李松林, 王夫运, 等. 2003. 青藏高原东北缘、鄂尔多斯和华北唐山震区的地壳结构差异——深地震测深的结果. 地震地质, 25(1): 52-60.
张先康, 嘉世旭, 赵金仁, 等. 2008. 西秦岭-东昆仑及邻近地区地壳结构——深地震宽角反射/折射剖面结果. 地球物理学报, 51(2): 439-450.
赵国泽, 汤吉, 詹艳, 等. 2004. 青藏高原东北缘地壳电性结构和地块变形关系的研究. 中国科学D辑地球科学, 34(10): 908-918.
周民都, 吕态乙. 2000. 青藏高原东北缘地质构造背景及地壳结构研究. 地震学报, 22(6): 645-653, 672.