利用中国地震台网(CSN)记录到的PKP波研究中太平洋下地幔底部的小尺度P波速度变化

摘要

PKP震相包含了下地幔底部P波速度结构的重要信息.中国地震台网(CSN)台站记录到的南美洲地震的PKP波的射线,对中太平洋下的D"层有很好的采样.本研究采用这些PKP波的AB和DF两个分支的走时差,研究了中太平洋下地幔底部P波速度的小尺度变化.AB-DF的走时差减小了上地幔横向不均匀性的影响,而对下地幔底部P波速度的横向变化十分敏感.与此同时,AB-DF的走时差也减小了地震定位误差的影响,消除地震发震时间测定误差的影响.本研究的结果表明,在中太平洋的地幔底部存在着大范围的AB-DF走时正残差,也即低速异常区,这可能是太平洋下超大地幔热柱的源处.观测到的P波速度异常的空间分布总体上与Grand通过层析成像得到的CMB的S波的速度异常相一致,并在变化的幅度上很好地相关,P波速度的扰动值(在D"层大约为2%)是Grand速度模型中的S波异常的36%.这一结果有助于太平洋下超大地幔热柱的结构和性质的进一步研究.