緬甸中部地震各向異性和地幔流動研究中獲進展

　　緬甸位于印度板塊向歐亞板塊斜向俯沖的交匯位置，是研究板塊俯沖動力學的理想區域。板塊俯沖不僅使緬甸地表產生了強烈變形，形成了長約1250 km的實皆斷層和南北走向的印緬山脈（圖1a），同時在深部也可能影響了該地區的地幔流場。描述殼幔變形和地幔流動的最有效和最常用技術之一是剪切波分裂，然而由于緬甸地區缺少寬頻帶地震臺站數據，對XKS（包括SKS、SKKS和PKS）震相的剪切波分裂分析僅局限在極少數臺站，致使目前對該地區地幔動力學及變形的認識尚不清楚。

　　中國科學院地質與地球物理研究所地球與行星物理院重點實驗室博士生范恩博與研究員艾印雙、何玉梅及美國密蘇里科技大學教授Stephen S. Gao等，基于2016年地質地球所和緬甸地球科學學會、中科院青藏高原研究所合作在緬甸中部布設的該國第一個密集流動地震臺陣所采集回的高質量數據（圖1b），在XKS震相剪切波分裂分析的基礎上，輔以近震直達剪切波分裂和接收函數中Pms震相分析，系統研究了該區域各向異性的空間變化和主要來源深度，初步建立了研究區深部動力學模型。

　　數據分析顯示，XKS剪切波分裂參數不隨反方位角周期性變化，研究區域的快波極化方向以NNW-SSE向為主，印緬山脈的快波極化方向為N-S向，且平均分裂時間最大：2.09±0.55 s（全球大陸地區平均值為1.0 s）。中央盆地北緯22.2°以南的快波極化方向為NW-SE向，以北為NE-SW向，平均分裂時間1.12±0.39 s。撣邦高原的平均分裂時間基本和中央盆地相當，但是其快波極化方向向東逐漸逆時針偏轉到WNW-ESE向（圖2）。

　　研究結果表明，緬甸中部可能存在受板片俯沖和回撤所驅動的三個地幔流動系統影響（圖3）。其中印緬山脈和中央盆地主要受到板下海溝平行地幔流的控制，研究區域東側撣邦高原主要受與海溝垂直的角流（corner flow）控制。除此之外，通過分析Pms震相得到的印緬山脈地殼各向異性為N-S向，分裂時間0.62 s，這表明上覆板片縮短所產生的N-S向地殼各向異性對在印緬山脈觀測到的大分裂時間有顯著貢獻。20個中央盆地臺站觀測的近震直達S波快波極化方向主要為N-S向，部分為E-W向，暗示了地幔楔可能既存在海溝平行的地幔流又存在角流。

　　研究成果發表于Journal of Geophysical Research: Solid Earth。該成果獲得國家自然科學基金等項目的資助。

　　論文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021JB022144

圖1 (a) 緬甸及其鄰區構造簡圖。藍色短棒表示前人的XKS分裂結果；(b) 本研究所用的地震臺站分布，其中白色三角表示只獲得了空解結果的臺站。CB：中央盆地；IBR：印緬山脈；Sagaing Fault：實皆斷裂；SP：撣邦高原

圖2 (a) 單條XKS分裂結果200 km投影圖；(b) 單條近震直達S波分裂結果圖，背景為XKS分裂時間，藍色粗短棒表示地殼各向異性結果；(c) 空間平均后的XKS快波極化方向；(d) 每0.25°的平均XKS分裂時間

圖3 緬甸下方地幔流動模式卡通圖