海南琼北火山区上地壳岩浆囊的地震背景噪声成像研究

本文利用位于海南、广西、广东等地区32个固定地震台站的背景噪声连续波形数据,基于波形互相关提取得到了Rayleigh波5～22 s的群速度频散曲线和6～11 s的相速度频散曲线,采用0.25°×0.25.的网格划分完成了面波层析成像.利用群速度和相速度频散曲线联合反演获得了海南岛及周边区域至25 km深度的三维S波速度结构.基于反演获得的三维S波速度结构模型,正演计算得到了不同周期的Rayleigh波群速度、相速度异常分布,并与面波层析成像的结果进行对比.结果表明:不同周期面波成像结果比较一致,大部分地区的差值小于0.04 km/s(约1％),表明本文反演得到的三维S波速度结构模型可以解释观测数据.本文研究发现:海南琼北地区地表至15 km深度存在显著的低速异常;5 km以上深度的低速异常可能是火山喷发后的裂隙内流体填充造成的;至于5～15 km深度,存在更加显著的低速异常,低值异常幅度低于-10％甚至更低,推测可能存在部分熔融的上地壳岩浆囊.基于S波速度低值异常与岩浆囊熔融百分比定量关系的研究结果,使用6～16 km深度的S波低速异常模型,本文计算得到的最大熔融百分比约为25％,岩浆囊熔融部分的体积约为340 km3.限于本文缺乏更长周期的面波数据,尚无法对更大深度的S波速度结构进行良好约束,因此对于海南琼北火山区20 km以下深度是否存在更大尺度岩浆囊尚需进一步研究.