利用地震各向异性方法研究地幔底部的形变特征

• 作者: Andy Nowacki J-Michael Kendall James Wookey 吴萍萍
• 来源期刊: 国际地震动态
• 学科: 地球科学
• 年，卷（期）: 2012,（5）
• 所属期刊栏目: 动态
• 页码范围: 8-15
• 分类号: P315
• 字数: 5249字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0235-4975.2012.05.003

摘要

地震波在穿过地幔底部(即D"层)时表现出很明显的各向异性特征(地震波速度随着方位角变化而变化)[1-5].D"层各向异性的形成机制一般认为是由D"层的主要相变矿物MgSiO3-post-perovskite (ppv),由于形变导致晶体的晶格定向排列引起的.如果这种解释机制正确的话,那么先前从单个方向测量D"层的各向异性来推断ppv晶体的滑动机制就是不充分的,因为ppv晶体是正交晶系.我们根据美洲北部和中部地区在核-幔边界处仍残留着俯冲海洋板块的残片[6]的构造特点,挑选了穿过D"层的浅震和深震,来增加射线在D"层的方位覆盖,处理得到美洲北部和中部D"层的各向异性.我们分别处理了穿过3个研究区的D"层的700多个剪切波波形数据,每一次同时处理来自两个不同方位的震相,研究发现,先前假设的垂直对称轴的横向各向同性(波速不随方位的变化而变化)[2-3,7]机制是不可能的,需要引入更复杂的机制.我们将MgSiO3-ppv多种形变机制和观测结果进行对比,发现在(001)面上的剪切与观测到的数据和俯冲带的核-幔边界处剪切形变的预期结果相吻合.利用新的地幔流动模型及改善后的ppv滑移系的实验观测确定方法,我们可以对核-幔边界的形变特征进行成像,将D"层中的动力过程(比如,地幔柱的形成)与地幔的其他部位联系起来.