东南亚海洋与大陆型地壳Lg波衰减测量及其构造演化意义学术资讯

罗毅等-GJI：东南亚海洋与大陆型地壳Lg波衰减测量及其构造演化意义

区域震相Lg波主要在大陆型地壳内传播，因而Lg波衰减通常用于大陆地区地壳衰减成像和构造演化研究。当遇到海洋路径时，Lg波的传播通常因地壳变薄而被阻断，因而无法用于海洋路径上的衰减测量。东南亚地区是欧亚板块、太平洋板块以及印度和澳大利亚板块的交汇区域。各种构造单元相互侵入、转化与并存，构成了由大陆碎片、古大洋残留、岛弧、俯冲带和缝合带等地质块体组成的东南亚复杂构造格局。一方面，利用地壳衰减信息约束这样一个复杂区域的深部地质构造，了解特提斯洋闭合等构造演化具有重要的科学意义；另一方面，对这样一个典型的海陆构造并存的区域，获取Lg波衰减结构并由此推测构造运动具有巨大的挑战性。

北京大学地球与空间科学学院与中国科学院地质与地球物理研究所联合培养的博士研究生罗毅与导师盖增喜副教授和赵连锋研究员、美国加州大学圣克鲁兹分校的谢小碧研究员和中国科学院地质与地球物理研究所的姚振兴院士一起，对上述问题进行了探索。通过对海洋与陆地混合区域Lg波传播的系统研究，发现地震Lg波虽然在纯海洋地壳中传播效率较低或被阻断，但在作为大陆地壳延伸的大陆架等浅海区域，较大地震激发的Lg波仍然能够清晰地观测到，因而在大陆与海洋的边缘区域成功进行了Lg波的衰减测量。根据东南亚地区1994年至2020年期间111个宽频带数字地震台记录到的891个大于5.2级的地壳内地震事件的波形资料，建立了该区地壳Lg波衰减模型（图1, 2, 3）。模型参数为地壳介质的品质因子Q，其空间分布与东南亚的构造格局吻合。将地壳Lg波Q值成像应用到大陆、岛弧和陆缘海的混合构造区域，拓展了Lg波衰减成像的研究范围，同时也为构建东南亚地区的地壳结构和研究该区演化过程提供了新的地震学依据。

图1. 东南亚地区地形图，图中显示了地震（红色十字）和台站（白色三角）的分布，标出了火山（黄色三角）、俯冲构造线（带俯冲方向的黑线）以及由虚线圈出的大陆架延伸区域。

图2. 东南亚地区地震台网记录到的2018年10月10日Mww 6.0地震。左图为震中和台站位置及传播路径。右图为垂直分量地震记录，其中穿过大陆和浅水大陆架的Lg波形（彩色段）清晰可见，但经过大陆与海洋转换区的Lg波能量损失较大。

东南亚地区地壳Lg波Q值模型印证了构造区划、叠置和分离等储多地质现象。由图3所示的衰减分布可见，高Q值（弱衰减）区主要对应具有古老且稳定地壳的马来半岛、东苏门答腊、巽他大陆架和加里曼丹等区域。根据巽他大陆和加里曼丹均具有较高的Q值推断，加里曼丹的核部可能是巽他大陆较为稳定的部分，且在漫长的区域演化过程中经历了加里曼丹的旋转和周缘陆块增生，并一直保持稳定。共同的弱衰减特征揭示东爪哇-西苏拉威西与东加里曼丹可能具有亲缘关系。低Q值（强衰减）区主要对应于复杂的构造活跃地区，包括苏拉威西的陆缘碰撞，砂劳越、沙巴和巴拉望的缝合带，印度-澳大利亚与欧亚板块之间的俯冲带。构造块体碰撞导致的破裂和非均匀性可能是造成地壳强烈衰减的主因。