基于三重震相波形非线性反演的俯冲带410-km间断面起伏研究

作者：李嘉琪,宁杰远,蔡晨,鲍铁钊

摘要：利用NECESSArray宽频带地震台阵记录的P波三重震相波形资料,采用遗传算法,对千岛俯冲板块内部及附近410-km间断面的结构进行了非线性反演.其中,选取了发生在俯冲带的发震时刻为2009年10月10日21时24分(GMT时间)震级为M w5.9的地震;其三重震相的射线回折点处射线路径的方向与俯冲板块的走向大致一致,克服了间断面在俯冲板块内部沿俯冲方向起伏剧烈、不易识别的困难,设计以震中为顶点、方位角范围分别为275°~280°、269°~274°、264°~266°的北、中、南三个扇形区域,用于研究410-km间断面逐渐靠近俯冲板块直至处在其中的起伏情况;“先对齐、后反演”的具体计算方案极大地减小了浅部结构不确定性对反演结果的影响;同时,整体归一化策略充分利用了台阵的振幅信息,有效地加强了对深部结构的约束.反演结果显示,“410-km间断面”在北区抬升了10~20 km,在中区抬升了20~30 km,在南区抬升了60~70 km,与橄榄石-瓦兹利石平衡态相变界面的矿物物理学预测结果一致;其波速跃变在北区为10%,在中区为10%,在南区为7%.扣除了前人在层析成像显示的地震源区及目标区速度异常的影响后,约4%的波速跃变可能由橄榄石-瓦兹利石的相变所产生,与IASP91模型的速度跃变值相当.目前的研究结果表明俯冲带内部似乎不存在大量的亚稳态橄榄石.基于更多资料并对波形细节进行拟合,可望刻画俯冲板块内部410-km间断面的精细结构,给出关于这一问题的确定性回答.

发文机构：北京大学地球与空间科学学院

关键词：410-km间断面亚稳态橄榄石三重震相非线性反演深源地震410-discontinuityMetastable olivineTriplicated phasesNonlinear inversionDeep focus Earthquakes

分类号： P315[天文地球—地震学]