1、宝：制作页眉页脚主要涉及如下几方面：1.分节符，在页面布局中，相当于把整篇文档分为若干节，每个节是相对独立的，可以设置自己的格式。论文分为好多章节，每个章节的开始的页的页眉要与章节名称一致，因此需要分节符2.分页符，分页功能，相信你懂的（ctrl+回车）3.奇偶页不同，奇数页的页眉是章节名称，偶数页的页眉是论文名称，因此需要不同具体操作如下：首先分页 ctrl+回车添加完之后，多检查几遍，细心这是论文开始部分不需要页眉页脚和页码独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究
2、成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名： 签字日期：导师签名： 签字日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解学校关于保留、使用学位论文的各项规定，同意以下事项:1.研究所有权保留本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文；2.授权研究所将本人的学位论文提交至清华大学“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社” 进行电子和网络出版，并编入 CNKI 系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规定享受相关权益。学位论文作者签名: 签字日期:导
3、师签名: 签字日期:目 录摘 要 .IABSTRACT .II第一章 绪 论 11.1 引言 .11.1.1 块体非连续变形理论 2第二章 东北缘研究 51.1.2 岩石圈尺度的连续变形理论 .5第三章 东南缘研究 71.1.3 层圈耦合/解耦模型 .71.2 背景噪声方法发展历史及研究现状 91.2.1 噪声成像的发展历史 9I摘 要摘要部分的页页码需要大写格式的，因此需要单独分节要从 1 开始IIABSTRACT第一章 绪论1这是论文第一章，需要页眉页脚，第一章的开始页码要设为奇数页，因此需要作为单独的一节，分节需要从上一页开始，分节后开始添加页码，注意看添加页码后要取消“连接到前一页眉页
4、脚” ，而且页码是从整篇文档起始页算的，所以需要重新设置页码修改完后，添加页眉页脚，奇数页作为章节开始，页眉是章节名称第一章 绪 论1.1 引言青藏高原平均海拔超过 4000 米，常被称为世界屋脊。约 50Ma 以来，印度板块与欧亚板块的碰撞挤压造就了如今的青藏高原（图 1.1.1） ，它是现今仍在进行的全球最高最年轻的陆陆碰撞造山带，地壳厚度最厚达 80km（Mooney et al.，1998）。青藏高原的隆升过程伴随着复杂的构造变形运动和深部动力过程，被称为研究大陆动力学的最佳天然实验室。在印度-欧亚大陆碰撞造山期间，至少 1500km 宽的特提斯洋壳消亡了，而现今的地壳增厚量远不足以吸
5、纳如此庞大的特提斯洋壳（Yin et al.，2000），为了理解吸纳如此大规模地壳缩短形变机制，人们陆续提出诸如“块体挤出” 、 “重力均衡扩散” 、 “连续流变”等多种假设，其中多数模型认为物质的东移是高原能够保持基本均衡的主要原因，同时也提出了各种各样的物质向东逃逸方式（Royden et al. ，1997；Beaumont et al.，2001；Clark et al.，2000；Molnar et al. ，1975 ）。青藏高原东北缘及东南缘各向异性研究2图 1.1.1 印度板块和欧亚板块碰撞演化过程（ 50Ma，20Ma，现今）不同颜色代表不同板块，红色粗线代表俯冲区位置。引
6、自（Royden et al.，2008）地球介质是构成固体地球本体的物质基础，它蕴含着丰富的关于地球结构和演化方面的信息。因此，利用地球内部介质来探讨地球壳幔结构及其属性在固体地球物理学研究中占有重要地位。而且，通过探测青藏高原地壳上地幔结构，揭示其内部构造和形变特征，是打开陆陆碰撞过程奥秘的钥匙。作为全球最大的岩石圈汇聚场所，青藏高原周围分布着地球表面最大的弥散大陆变形带。显然，要讨论青藏高原的形变机制，单单用一种模式是不可能正确认识并合理解释其动力学过程的。在过去几十年的大陆动力学研究过程中，人们陆续提出了多种理论和假说（孙长青，2011）：1.1.1 块体非连续变形理论该理论认为（Ta
7、pponnier et al.，2001；Avouac et al.，1993；Tapponnier et al.，1982），板块构造的理论基本上适用于大陆内部，大陆构造以“非连续变形”为特征。构造变形通过一系列“微型” 刚性块体的相互作用来实现，断裂切割整个岩石圈，上部以脆性破裂为特征，下部以韧性剪切带为特征，绝大部分变形局限在边界断裂带上，地块的运动类似于海洋的刚性板块，板块边界力驱动着大陆内部刚性地块运动。近年来，Tapponnier 等用印度与欧亚板块碰撞导致发育在青藏高原内部的古缝合带的重新复活和大陆内部的斜向深俯冲的思想，重新解释了青藏高原的新生代构造特征、演化及其地球动力学机制
8、。根据断层滑动速率和方向重构了新生代中国大陆“ 微板块”的活动历史，为早期的“大陆逃逸”理论增添了许多新内容。根据“ 大陆逃逸” 假说，主要的构造变形应发生在分隔刚性块体的边界断第一章 绪论3裂上，这些断裂应该具有很大的滑动速率。对于中国大陆来说，变形以沿巨大断裂的走滑运动和块体的横向滑移为主要方式。青藏高原东部和华南地块相对于稳定西伯利亚的向东的挤出运动应占印度和欧亚板块汇聚速率的 50%以上。青藏高原向东挤出的南边界是喀喇昆仑-嘉黎右旋走滑断裂，其走滑速率约为 30mm/a，向东挤出的北边界是左旋走滑的阿尔金断裂，其左旋走滑速率应该为 20-30mm/a，青藏高原的向东挤出或“ 逃逸”还应
9、该导致其东边界的龙门山断裂的缩短速率大于 20mm/a，或华南块体向东的运动速率约为 20 mm/a，青藏高原早期的向东挤出或“ 逃逸 ”还造成了红河断裂约 400km 的左旋走滑，并导致了印支块体的挤出和南海海盆的扩张等。青藏高原东北缘及东南缘各向异性研究4第二章 东北缘研究5这是论文第二章，需要页眉页脚，第一章的开始页码要设为奇数页新的一章开始，确是在偶数页（P4） ，因此需要添加一个空白页（双面打印） ，ctrl+回车第二章 东北缘研究1.1.2 岩石圈尺度的连续变形理论该理论认为（Holt et al.， 2000；England et al.，1988），大陆岩石圈不是刚性的，连续变
10、形发生在整个岩石圈或至少是中下地壳的尺度上。板块构造理论的一个最基本假设就是板块是不发生内部变形的刚性块体，板块上任何一点在某一参考框架的运动都能够代表这一板块的运动，板块运动或板块相互作用的运动学与其动力学无关。大陆岩石圈的构造变形表现出了不同于刚性板块的特性，其主要体现在一下几个方面：首先，大陆岩石圈是非刚性的变形体，构造变形发生在宽阔的区域内，例如青藏高原和中亚的新生代构造变形发生在数千公里的范围内，并不是像刚性海洋板块那样只发生在板块边界附近的几十到数百公里内。其次，与海洋板块几乎没有地壳的简单结构相比，大陆岩石圈具有分层的结构和复杂的理学性质，一般情况下具有所谓的“ 三明治” 结构，
11、上地壳以脆性变形为主，下地壳以粘塑性流变为主，上地幔虽然强度很大，但变形仍以流变的方式进行。最后，大陆岩石圈的运动与变形不能简单地用球面上刚性块体的选装来描述，也不能用一系列“ 微板块 ”的相对运动所解释。板块间的相对运动仅仅是大陆构造变形的边界条件，大陆内部的变形和运动不仅受边界驱动的影响还受到内部动力过程的作用和局部构造环境的控制。根据“连续变形 ”假说，大陆变形以大范围的分布方式变形为特征，变形的方式多种多样，不存在“ 大陆逃逸 ”理论所预测的大幅度、局部化的变形。印度与欧亚板块之间的相对运动主要被青藏高原及其以北的天山所吸收调整，形成青藏高原东北缘及东南缘各向异性研究6其下巨厚的地壳和
12、地表隆起的高原。对青藏高原而言，变形以地壳的缩短和增厚为主要特征，走滑运动只是发生在变形后期的次生现象。向东的挤出不是以夹持在巨大走滑断裂之间的刚性块体滑移为特征，而是以物质从高原内部的向东流动和蠕散为特征，表现在高原内部的南部是右旋走滑、北部是左旋走滑以及围绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转。青藏高原东部和华南地块相对于稳定西伯利亚的向东运动不超过印度和欧亚板块汇聚速率的 20%，阿尔金断裂的左旋走滑速率应不超过 10mm/a，龙门山断裂的缩短速率应不超过 10 mm/a，华南块体的向东运动也应在月 10 mm/a 的范围之内。第三章 东南缘研究7这是论文第三章，需要页眉页脚，第一章的开始页码要
13、设为奇数页第三章 东南缘研究1.1.3 层圈耦合/解耦模型大陆块体的“ 连续形变” 与 “非连续形变”模型，都侧重于块体之间横向上的相互作用研究，尽管“ 非连续形变 ”模型对于大陆岩石圈在垂向上流变性质的变化给予了一定的考虑，但是还未能给出不同圈层之间形变机制的明确描述。Royden 等（Royden et al.，1997）基于理想的地壳模型，利用牛顿黏性 -深度函数从流变学角度对汇聚型造山模型进行解析解研究，并提出了汇聚造山过程中地壳形变的两种极端模式，即耦合形变模式和解耦形变模式，并根据高原的地壳厚度和地表地形的梯度特征，认为青藏高原存在“下地壳流” （lower crust low）或
14、中下地壳的“ 通道流 ”（Channel flow） 。该理论认为，大陆地壳是热的，而且中下地壳在地质时间尺度上式可以流动的；中下地壳软流层的存在会影响到地壳的流变性质，并对地壳的垂直变形方式起到重要的协调作用，从而影响到地形地貌、地壳厚度与莫霍面的形态等；该理论进一步指出，在地势平坦的青藏高原内部，上地壳的变形和地幔的运动之间是解耦的，而在地形梯度突变的周缘造山带上地壳的变形和地幔的运动之间是强烈耦合的。然而，上述理论并没有涉及到青藏高原中下地壳弱物质在有限空间呈条带状分布的情况，也没有阐述管流的横向东流以及对高原剩余物质的损耗作用。在更深的层析上，即地幔和软流圈之间，也存在两种流行的壳幔变
15、形模型（如图 1.2） ，即垂直连贯变形模型和简单软流圈流动模型：前者模型预示板块强烈的耦合于地幔，并受地幔中密度不均匀产生的流动场驱动，称为板块跟随；而后者模型则预示板块自驱动，并由力学上软弱的软流圈与地幔有效解耦，称为板块引导，地幔变形归因于软流圈顶部和底部的差异速度（王椿镛等，2006）。青藏高原东北缘及东南缘各向异性研究8图 1.2 当前两种流行的壳幔变形模型，引自（王椿镛等，2006）(a) 垂直连贯变形模型；（b）简单软流圈模型对青藏高原结构的研究还在不断进行当中，同时，为了更清楚的了解青藏高原物质运移方式，即青藏高原隆升过程中岩石圈形变机制，地球物理学家在着眼于青藏高原这个研究主
16、体的同时，逐渐把研究目光转移到青藏高原周缘地区，希望通过对邻近地区的研究来为青藏高原的探索提供新的地震学证据。受印度板块与欧亚板块碰撞挤压作用，同时受东部坚硬而稳定的鄂尔多斯地块阻挡，形成了构造变形十分强烈的青藏高原东北缘，全区遍布晚第四纪活动逆冲断裂、走滑断裂和活动褶皱等复杂构造（邓启东等，2002） ；根据下地壳层流（channel flow）的地球动力学模式（Royden et al.，1997），在青藏高原东缘中下地壳存在一个 15km 厚的黏性流动层向高原外流动，至鲜水河断裂以北的龙门山一带，受到刚性较强的四川盆地地壳的阻挡后，在中下地壳囤积，导致地壳急剧加厚，地表强烈隆升，形成高耸
17、的龙门山山脉（Royden et al.，1997；Clark & Royden ，2000；Clark et al.，2005 ；Clark et al.，2004；Kirbyet al.，2002）；在鲜水河断裂以南的川滇地区，由于地壳的强度相对软弱，中下地壳的物质流展的通道开阔，地壳在上千公里的尺度上逐渐增厚，并且导致地表大范围的隆升，形成宽阔、地貌反差不明显、边界模糊的青藏高原东南缘（Royden et al. ，1997；Clark & Royden，2000；Clark et al.，2005；Clark et al.，2004）。由此，青藏高原东缘地区壳幔形变特征与高原形成的动力
18、学过程密不可分。本文选取青藏高原东北缘和东南缘两个特殊构造部位，通过对该区域内地震各向异性特征的研究来探讨研究区地壳上地幔形变机制。地震各向异性的研第三章 东南缘研究9究在地球动力学领域有着广泛的应用和重要的科学意义，其可以探查块体内深部构造、形变场特征，剖析不同圈层的耦合关系，深化对应力应变场、构造过程的认识。同时，对于解释板块运动、软流圈对流、地震成因和强震深部背景力源等问题也具有重要的意义，尤其对青藏高原隆起的动力学过程有特殊意义。一般来说，利用不同类型的地震体波或面波资料可以获得不同范围的各向异性特征。对于地震体波，由于其相对陡峭的入射角，使得在垂直方向上尤其在地壳上地幔的分辨率较低，
19、它反映的是介质的平均效应；对于面波，由于其传播路径的特殊性，反演得到的方位各向异性具有比较高的纵向分辨率（Debayle et al. ，2005） ，不同周期的面波可以感应不同深度范围的速度结构与方位各向异性（Montagner et al.，1991；Simons et al.，2002） ，因而也为剪切波分裂在垂向上提供了一定的约束条件。但由于面波数据对震源位置的依赖性，得到的结果在浅层分辨率不是很高。近些年以来，随着噪声成像方法的发展，开始利用背景噪声方法反演介质方位各向异性，这样对地壳浅层的分辨能力有很大提高。由此，本文旨在结合以上几种方法的特点及研究范围，综合分析研究区域纵向上不同
20、圈层之间、横向上不同块体之间的各向异性特征，为探讨青藏高原及其周缘形变机制和深层过程提供一定的地震学证据。1.2 背景噪声方法发展历史及研究现状1.2.1 噪声成像的发展历史一直以来，为了测量研究区域内的波速，通常是以天然地震或者人工地震发射的地震波为基础，这样，分辨率不仅仅受台站的影响，还会受到地震的影响。而且世界上的绝大部分地震发生在板块的边界，分布具有高度的不均匀性，这就成为限制分辨率继续提高的障碍。因此，很多研究人员希望能够通过地震噪声记录实时监测地壳介质的变化。利用背景噪声进行互相关来提取格林函数的工作是从超声学中开始的。在青藏高原东北缘及东南缘各向异性研究10声学实验中，检波器总能
21、记录到持续不断的热噪声（thermal noise） ，它起源于实验对象内部的原子的热振动，幅度非常小，约 3fm。2001 年，Weaver 和Lobbies 在实验中发现：一个铝块上两点记录到的热噪声的互相关函数与这两点的格林函数几乎完全相同，它清晰地反映了铝块的结构（Weaver et al.，2001）。这一开创性成果立即推广到地震学中，但是热噪声的幅度相对于其他类型的波动而言太小了，所以地震学家们必须寻找替代热噪声的波，首先找到的是与热噪声具有类似性质的地震尾波。Campillo、Snieder 等人开始进行尝试（Campillo et al.，2003；Snieder，2004）。
22、其中，Campillo 等人选择的就是同样杂乱无章的地震尾波。他们利用 101 个台站间远震记录的地震尾波进行互相关，通过叠加互相关函数，发现了散射波场中低频响应一致性，而且提取出的脉冲具有偏振特征。这说明了由远场产生的散射波可以重新恢复得到两点间的直达波。2003 年，Shapiro 等人（Shapiro et al.，2004）对美国加州 USArray 台阵的 62个地震台站记录到的一个月的地震环境噪声进行互相关计算，得到的波形与台站间的格林函数仅有幅度的差异，并由此成功得到了短周期（7-18s）的面波频散曲线。根据这些结果，他们进一步获取了该地区7.5s 和 15s 周期的群速度分布图
23、，其水平分辨率为 60-100km。随后，噪声层析成像得到广泛应用。2005 年，Shapiro 等人（Shapiro et al.，2005）利用美国台阵，在加利福尼亚收集了一个月的噪声信号，通过互相关提取出群速度曲线，并进行了面波成像，发现低速度异常地带与主要沉积盆地相对应，而高速度异常主要存在于火成岩地区。由此得出利用噪声成像得出的面波可以更精确的反应地壳结构。2008 年，Yang 等人（Yang et al.，2008）利用 USArray 环境噪声记录对美国西部大洋板块俯冲形态进行了成像，显示了俯冲前缘超过海岸山脉到达盆地之下。在众多对噪声的研究中，许多是致力于解释格林函数和互相关
24、函数的联系（Snieder，2004；Roux et al.，2005；Wapenaar et al.，2004；Derode et al.，2003；Lobkis et al.，2001；Claerbout，1968），大部分研究都是在理想随机介质或噪声源均匀分布的假设基础之上的。其他的一些推第三章 东南缘研究11断仅在某些特定类型的格林函数中有效，例如，Claerbout 等人（Claerbout，1968）、Wapenaar 等人（Wapenaar et al.，2004）利用传播场中互相关估算反射响应。一般来说，提取出的格林函数主要是面波成分，因为环境噪声多发生于地表，如传统环境噪声中的海洋脉动以及大气扰动等。Shapiro青藏高原东北缘及东南缘各向异性研究12最后是论文的致谢、作者简介等部分，不需要页眉页脚，因此也需要单独分节再删除页眉下方的横线是，采用的是“清除格式”添加横线时采用的是下框线
