欧亚板块、非洲板块、阿拉伯板块和印度板块持续汇聚，形成土耳其-伊朗-青藏高原一线的大陆碰撞造山带。大陆碰撞的构造格局受控于三叠纪中期的古特提斯洋消亡、新特提斯洋闭合，以及后续的构造过程。区别于古老大陆和稳定的地台地区，造山过程通常伴随着剧烈的热运动，强烈影响着地壳和上地幔介质的属性和地质块体的流变学性质，并由此产生诸如材料流动，破碎，弹性模量改变，局部熔融等现象。地震波衰减的主要机制包括固有衰减和散射衰减两部分。前者与热激活过程直接相关，后者与介质的非均匀性，例如破碎以及局部熔融包体等的存在以及它们的尺度存在密切关系。因此，利用主要在地壳内传播的地震Lg波能够探测地壳内物质的温度、压力和含水等物理状态。

中科院地质地球所地球深部结构与过程研究室赵连锋副研究员与美国加州大学圣克鲁兹分校谢小碧研究员合作，利用宽频带地震资料，对Lg波在土耳其-伊朗高原地壳中的衰减进行研究，建立了该区域宽频带高分辨的衰减模型（图1）。他们比较了造山带内部及周边地区地壳内的衰减、上地幔顶部Pn波速度分布以及地震震源机制解的对应关系（图2），探讨了该衰减模型对土耳其-伊朗高原形成的地球动力学意义（图3）。研究亮点包括：（1）利用地震衰减模型约束了土耳其-伊朗高原壳内高温异常的分布形态；（2）通过统计学方法建立了衰减与区域构造之间的联系，揭示了在土耳其-伊朗高原存在较厚的地壳和较强的衰减，但区别于青藏高原的巨厚地壳和强烈衰减，也不同于中国东北和华北地壳；（3）土耳其-伊朗高原地壳中地震波的高衰减区分布与上地幔顶部Pn波低速区分布存在较强的相关关系，揭示出二者可能具有共同的热成因机制。

图1 土耳其-伊朗高原及周边区域宽频带地壳Lg波衰减模型

图2 (a)地壳中Lg波Q值，(b)上地幔顶部Pn波速度，和(c)地壳内地震事件的震源机制解、火山分布的比较

图3 沿穿过东土耳其高原剖面（图2中蓝线）各种地球物理与地质学观测结果的比较

(a)地表地形，(b)地壳-上地幔结构示意图与地震和火山分布，(c)宽频带Q值分布和(d)地壳Lg波Q值与上地幔顶部Pn波速度变化

以上研究成果近期发表于国际知名地学期刊Tectonophysics (Zhao et al. Strong Lg-wave attenuation in the Middle East continental collision orogenic belt. Tectonophysics, 2016, 674: 135-146)。

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