中国东北地区下方660 km间断面研究

高占永, 张瑞青, 吴庆举, 张广 成

高占永, 张瑞青, 吴庆举, 张广 成. 2015: 中国东北地区下方660 km间断面研究. 地震学报, 37(5): 711-721. DOI: 10.11939/jass.2015.05.001
引用本文: 高占永, 张瑞青, 吴庆举, 张广 成. 2015: 中国东北地区下方660 km间断面研究. 地震学报, 37(5): 711-721. DOI: 10.11939/jass.2015.05.001
Gao Zhanyong, Zhang Ruiqing, Wu Qingju, Guangcheng Zhang. 2015: A study on 660 km discontinuity beneath northeast China. Acta Seismologica Sinica, 37(5): 711-721. DOI: 10.11939/jass.2015.05.001
Citation: Gao Zhanyong, Zhang Ruiqing, Wu Qingju, Guangcheng Zhang. 2015: A study on 660 km discontinuity beneath northeast China. Acta Seismologica Sinica, 37(5): 711-721. DOI: 10.11939/jass.2015.05.001

中国东北地区下方660 km间断面研究

基金项目: 

国家自然科学基金 41474089

国家自然科学基金 41474074

详细信息
    通讯作者:

    张瑞青, e-mail: zrq@cea-igp.ac.cn

  • 中图分类号: P315.3+1

A study on 660 km discontinuity beneath northeast China

  • 摘要: 围绕中国东北地区下方俯冲的西太平洋板块是停滞在地幔过渡带内水平向西伸展, 还是穿透660 km间断面直接进入下地幔, 始终是一个具有争议的问题. 本文基于P--SV转换波对速度间断面的敏感性, 利用中国数字地震台网在东北地区布设的136个固定地震台站记录到的远震波形数据, 通过提取台站下方的接收函数并采用共转换点(CCP)叠加技术, 得到了该区域660 km间断面的起伏变化图像. 结果显示, 东北地区下方660 km间断面下沉幅度超过20 km的区域主要集中在44°N以南、 东西跨度约400 km的范围内. 660 km间断面的下沉表明西北太平洋板块俯冲到了中国东北地区下方, 在较小区域范围内观测到的较大深度异常可能暗示着俯冲板片穿透660 km间断面直接进入了下地幔.
    Abstract: It is highly debated on whether the subduction Pacific slab becomes stagnant in the transition zone and extends horizontally or it penetrates into the lower mantle when the leading of the Pacific slab reaches to a depth of 660 km beneath northeast China. Taking advantage of the sensitivity of P--SV conversions to the velocity discontinuities, we employ receiver function method to constrain the topography variation of the 660 km discontinuity beneath northeast China using common conversion point (CCP) stacking. The teleseismic data recorded by 136 permanent stations operated by CDSN in northeast China are used in this study. Our results show that the 660 km discontinuity deepening more than 20 km was observed in the region to the south of 44°N with length about 400 km in the east-west direction. The local depression of the 660 km discontinuity supports that the Pacific subduction slab has reached northeast China and it may penetrates into the lower mantle locally.
  • 图  1   本文所用地震台站及剖面位置分布示意图

    黑色三角形为本文中所使用的固定台站; 4条红色直线为共转换点(common converted point,简写为CCP)剖面,青色倒三角形为其中心位置;红色三角形为长白山火山; 十字形为P660s的穿透点位置; 白色虚线为俯冲板块等深线(引自Gudmundsson, Sambrige,1988)

    Figure  1.   Distribution of the seismic stations and locations of the profiles

    Black triangles denote the permanent seismic stations used in this study.The red lines with its names on the side denote the locations of four CCP profiles and the cyan inverted triangles are their midpoints.The red triangle shows the location of the Changbaishan volcano.The crosses denote piercing pointsof P660s.The white dashed lines are the depth contours of the subduction slab (after Gudmundsson,Sambrige,1988)

    图  2   远震事件分布图

    Figure  2.   Distribution of the teleseismic events used in this study

    图  3   CCP叠加剖面图

    红色倒三角形表示分布在距剖面30 km范围内的地震台站;黑点表示发生在剖面两侧各50 km范围内的深震事件位置

    Figure  3.   Common conversion point images for the four CCP profiles

    The red inverted triangles show the stations within 30 km away from the profile.The horizontal direction denotes distance along profile with its midpoint as 0 km,and the vertical direction denotes depth in the profile.The black dots denote the deep seismic events located 50 km away from the profile; the depths of 410 km and 660 km are indicated as two dashed lines,respectively

    图  4   660 km间断面三维表面图

    Figure  4.   The 3D surface of the 660 km discontinuity

    图  5   由共转换点剖面得到的各剖面地幔过渡带厚度图

    3条虚线分别代表地幔过渡带260, 250和240 km厚度位置

    Figure  5.   The thickness of the mantle transition zones obtained from the corresponding CCP profiles

    The three dash-lines denote the thickness of the 260 km, 250 km, 240 km, respectively

  • 张瑞青. 2010. 基于三重震相研究青藏高原和西北太平洋俯冲带上地幔过渡带速度结构[D]. 北京: 中国地震局地球物理研究所: 70.

    Zhang R Q. 2010. Seismic Velocity Models in the Transition Zone Beneath Tibet and Northeast Pacific Subduction Zone by Triplicate Waveform[D]. Beijing: Institute of Geophysics, China Earthquake Administration: 70 (in Chinese).

    Elsasser W M. 1967. Convection and stress propagation in the upper mantle[G]//Runcorn S K eds. Hoboken, New York: Wiley-Sons: 223-246. The Application of Modern Physics to the Earth and Planetary Interiors

    Yamanaka Y. 1993. Unified Model of the State of Stress in Subducting Slab[D]. Tokyo: University of Tokyo: 16-106.

  • 期刊类型引用(22)

    1. 朱冰清,谢俊举,王伟涛,李志伟. 基于HVSR谱比法的北京通州精细沉积界面结构研究. 地球物理学报. 2025(04): 1340-1351 . 百度学术
    2. 朱冰清,王伟涛,谢俊举,李志伟,姚新强,黄翔,卞真付,林逸. 利用近震Sp转换波到时和远震接收函数P波峰值延迟研究华北盆地浅部结构. 地球物理学报. 2024(06): 2172-2190 . 百度学术
    3. 王秋实,李永华,武岩. 使用接收函数自相关约束渤海湾北部沉积层结构. 地球物理学报. 2024(06): 2191-2203 . 百度学术
    4. 徐纪人,李海兵,曾祥芝,许健生,赵志新. 中国井下地震观测研究回顾与展望——从井下到东海深井垂直地震台阵. 地震学报. 2024(06): 919-935 . 本站查看
    5. 任雅哲,丰成君,戚帮申,葛伟亚,谭成轩,孟静. 北京顺义断裂活动对首都机场地裂缝影响定量研究. 地质力学学报. 2023(05): 685-703 . 百度学术
    6. 王莉婵,毛国良,蔡玲玲,马旭东,王亚玲,王宁. 唐山北部地区浅层一维剪切波速度结构初步研究. 震灾防御技术. 2022(01): 104-113 . 百度学术
    7. 窦甜甜,程惠红,周元泽,石耀霖. 华北平原地下水开采对区域地震活动性的影响. 地球物理学报. 2022(08): 2931-2944 . 百度学术
    8. 徐纪人,李海兵,曾祥芝,赵志新. 江苏东海深井观测地震波形及其信噪比研究. 地震学报. 2022(06): 1007-1018 . 本站查看
    9. 李赫,董一兵,王熠熙,彭研枫,刘双庆,吴博洋. 廊固凹陷深部剪切破裂构造的地震学证据. 地球物理学报. 2020(02): 492-504 . 百度学术
    10. 朱音杰,刘丽,杜航,丁成,刘檀,石磊. 利用井下摆近震记录研究华北盆地沉积层速度结构. 华北地震科学. 2020(03): 44-48 . 百度学术
    11. 冀战波,王宝善. 2015年8月12日天津化学爆炸产生的多模式面波分析及其应用研究. 地球物理学报. 2020(11): 4097-4113 . 百度学术
    12. 康治梁,余嘉顺. 基于Dropout—BPNN的地球物理反演——以表层横波速度反演为例. 工程地球物理学报. 2019(03): 286-294 . 百度学术
    13. 杨传茂,钱韵衣,危自根. 核幔边界反射P波对接收函数影响的研究. 地球物理学进展. 2019(03): 974-985 . 百度学术
    14. 邓莉,谭毅培,刘双庆,马婷,卞真付,曹井泉. 天津滨海爆炸事件检测与相对定位研究. 地震. 2018(03): 158-169 . 百度学术
    15. 韦庆海,孟宪森,杨家亮,高东辉,郝永梅,刁桂苓,孟令蕾,佟艳英. 松嫩盆地井下摆记录到的地方震地表反射波. 中国地震. 2015(02): 432-438 . 百度学术
    16. 郝重涛,姚陈. 首都圈地区远震基底PS波分裂研究. 地球物理学报. 2014(08): 2573-2583 . 百度学术
    17. 韦庆海,孟宪森,高东辉,郝永梅,康健,方瑶. 依据浅层剪切波速度估计纵波速度. 世界地震工程. 2014(01): 160-164 . 百度学术
    18. 刘双庆,高原,张磊,汪翠枝,马建英. 2012年天津宝坻2次有感地震的力学机制研究. 中国地震. 2014(04): 514-522 . 百度学术
    19. 谢军,倪四道,曾祥方. 四川盆地中部浅层地壳一维剪切波速度结构初步研究. 四川地震. 2012(02): 20-24 . 百度学术
    20. 王未来,吴建平,房立华. 利用地脉动信息约束沉积层区域台站下方速度结构反演. 地震学报. 2011(01): 28-38+122 . 本站查看
    21. 刘渊源,崇加军,倪四道. 基于井下摆天然地震数据测量首都圈近地表波速结构. 地震学报. 2011(03): 342-350+406 . 本站查看
    22. Effects of sedimentary layer on earthquake source modeling from geodetic inversion. Earthquake Science. 2011(02): 221-227 . 必应学术

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-21
  • 修回日期:  2015-04-08
  • 发布日期:  2015-08-31

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