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冰岛和夏威夷地震层析图像的共性

 Seisman 2020-07-16

Seisman

冰岛和夏威夷火山频发,用地震柱构造的观点是无法解读的。

前面各节可以看到,意大利、汤加、鄂霍次克海和中国珲春等地震柱构造的地震层析结果表明,它们都是P波高速异常柱体,都有中、深源的地震活动、壳内强震活动与火山喷发。

但是,地震层析图像表明,冰岛和夏威夷的情形与上述地震柱构造的情形完全相反。它们是反差较小的P波低速异常柱体,只有火山和浅源地震,没有中、深源地震活动。

由此我们可以联想到,在大洋中脊,那些只有火山和浅源地震活动而没有中、深源地震活动的地方,情况大概都会类似。

这是为什么?很值得研究。

1. 冰岛的地震层析图像

G.R.Foulger等(2001)在《Seismic tomography shows that upwelling beneath Icelandis confined to the upper mantle》一文中给出冰岛的地震层析扫描图像,如图1所示。该文还根据Ritsema等(1999)用全球数字台网和区域台网二百万以上的数据,包括剪切波(S, SS, SSS, ScS and SKS)到达的时间,基本和高次谐波瑞利波相速度和正常模式频率反演所得出的图像,如图2所示。该文作者认为,冰岛之下存在一个由上地幔上涌的热柱。实际上这是一个P波或S波的低速异常柱体。

  1

(据G.R.Foulger等,2001,文字说明译自图中)

1是通过最终VP模型所作水平断面(左栏和中栏)和垂直断面(右栏)图像。该模型75公里宽和50公里厚的块层,并采用n=2的平均补赏技术计算。颜色表以百分比显示与相应深度的初始波速模型(IASP91)的差异。起动波的速度和深度范围给定在每一个水平段面之下。黑色点线显示区域内的分辨率(R的对角线元素)≥0.7。地图按等方位角投影绘制。未建模的区域采用绿色或白色。左上角:第一层波速度扰动情况;右上:显示纵断面位置。

 

2

(据G.R.Foulger等,2001,文字说明译自图中)

2是Ritsema等(1999)的全地幔层析模型所作的冰岛横断面。( J. Ritsema)

2. 夏威夷的地震层析图像

Dapeng Zhao2009)在《Multiscale seismic tomography and mantle dynamics》一文中给出夏威夷的地震层析扫描图像,如图3和图4所示。图3和图4显示在夏威夷群岛和由夏威夷至Cook火山群下面的两个热柱,与冰岛同样是P-波的低速异常体。

图3

(据Dapeng Zhao,2009,文字说明译自图中)

3的(a–i)图显示夏威夷P波层析成像结果。(j)为夏威夷群岛地震站(白色三角形)的分布。(k) 为地震波在地幔、外核进行层析反演的射线路径。模型据LeiZhao (2006)

 4

(据Dapeng Zhao2009,文字说明译自图中)

4的(a)为太平洋海底地形和火山(红色三角形)热点(模型据WesselKroenke2000)。(b)为图(c)中所示P波层析的北南向垂直断面。黑色三角形为地表的火山热点。红色和蓝色分别表示慢速和快速。速度扰动标尺在(b) 图之下。模型据LeiZhao2006)。(图例中参考颜色的解释,读者可见本文的网络版)

2011.11.23 初稿,2020.7.16,修订)

初见:http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-510958.html

 

参考文献:

G.R.Foulger,M.J.Pritchard,B.R.Julian, et al. Seismic tomography shows that upwelling beneath Icelandis confined to the upper mantle. Geophys.J.Int. (2001) 146, 504–530

Dapeng Zhao.Multiscale seismic tomography and mantle dynamics. Gondwana Research 15(2009) p.297–323.

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