基于三重震相探测日本海俯冲带410km和660km间断面附近的速度结构

摘要

410km和660km间断面是地球内部重要的速度间断面,其存在形态及性质研究对于理解地球内部物质运移和矿物物理学组成具有重要意义.在地幔物质对流及循环过程中,板块俯冲起到了重要角色.作为西太平洋地区典型的洋-陆俯冲区,日本海俯冲带是研究受俯冲影响的地幔物质组成及速度结构的天然实验室,对此区域地震间断面附近速度结构的探测有助于深入理解太平洋板块的深俯冲过程.本文收集了中国数字地震台网记录的发生于日本北海道地区的一个中源地震资料，通过对观测资料中的三重震相进行相对到时及理论波形拟合，得到了最适P波和S波速度模型。发现日本海俯冲带地区410km间断面出现了15km的抬升，660km间断面出现了25km的下降，地幔转换带厚度增加40km，应是冷的俯冲板块所致；410km和660km间断面之上均存在与俯冲(或滞留)板块相关的高速层；660km间断面之下存在约65km厚的低速异常，可能与板块脱水或者下地幔顶部的热物质上涌有关。纵横波速比Vp/Vs显示在~210-395km深度偏低，体现了海洋俯冲板块低泊松比的特征；在~560-685km深度偏高，可能与地幔转换带内含水有关。