青藏高原的隆升與印度和歐亞闆塊之間的碰撞密切相關，其中藏東南緣是物質運移的前緣地帶(圖1)。新生代以來，該區經曆了多期構造演化過程，殼幔變形劇烈，是研究青藏高原地殼形變模式和構造演化規律的典型區域。前人研究指出，大規模地殼流是藏東南緣殼内主要的動力學機制，但近年研究表明，青藏高原中下地殼低速帶呈現多條分割開的帶狀低速分布特征，這與大尺度地殼流模型不符。藏東南緣是否存在大規模地殼流，亦或該區殼内變形的主要機制是什麼，是一個重要的科學問題。
圖1 青藏高原東南緣構造和地震分布圖。紅色圓圈代表5級以上的地震，藍色箭頭表示前人研究的大規模地殼流動方向。左下角的插圖顯示了中國大陸，紅色方框表示研究區域。SCB:四川盆地；HNB：華南塊體；ANH-ZMHF: 安甯河—則木河斷裂；CHF: 程海斷裂；JSJF: 金沙江斷裂；LCJF: 瀾滄江斷裂；LXF: 麗江-小金河斷裂；PDHF: 普渡河斷裂；RRF: 紅河斷裂；XJF: 小江斷裂；XSF: 鮮水河斷裂；ZDF: 中甸斷裂
針對這一問題，中國科學院地質與地球實體研究所岩石圈演化國家重點實驗室構造地球實體學科組博士生黃培析在導師吳晶副研究員的指導下，聯合中國地震局地震預測研究所高原研究員，采用基于接收函數的Pms震相走時反演方法，對青藏高原東南緣30個固定台~10年(2011.01～2020.12)的波形資料，選取震中距30°-90°、震級大于5.5級的2176個事件進行了分析(圖2)，最終擷取了30個台站的地殼各向異性參數(快波偏振方向φ和慢波延遲時間∂t)。
圖2 台站和事件分布圖。(a) 藍色三角形表示固定台站，黑色線段表示斷裂帶，縮寫如圖1；(b) 星号表示研究區域，圓圈的大小與事件的大小成正比，顔色表示事件的震源深度
研究表明：在研究區域的北東與西南子區(B與C區，圖3)，基于Pms到時擷取的地殼各向異性方向，與該區大型斷裂帶(安甯河—則木河斷裂、瀾滄江斷裂、普渡河斷裂)的走向一緻，亦與前人提出的地殼流方向吻合；然而，在研究區域的西北與東南子區域(A與D區，圖3)，地殼各向異性方向與斷層走向或地殼流方向均不一緻。是以，文章指出，該區大型斷裂帶與局部地殼流對殼内變形有顯著作用，但大規模地殼流機制的可能性不大。此外，研究區東南部(D區)存在兩個優勢各向異性方向，推測與兩支來自不同方向的地幔流在此彙聚有關，造成了該區中下地殼變形的擾動特征。
圖3 地震各向異性方向空間分布圖。(a) 研究區地殼中快波方向和慢波延遲時間的空間子區域分布。灰色箭頭表示前人研究的大規模地殼流動方向。白色雙箭頭表示主壓應力。四個白色虛線方框分别表示A-D四個子區域，分别對應藍色、紫色、橙色、粉紅色三角形表示的台站。等面積玫瑰圖表示區域内的快波方向分布，紅線表示每個區域中的快波偏振優勢方向，玫瑰圖的顔色對應于子區域中台站的顔色。(b) S、Pms和 XKS 各向異性結果的彙總圖。深灰色線表示該地區的主要斷裂帶，綠線表示直達S波的結果，紅線表示Pms的結果，藍線表示XKS的結果。粉紅色箭頭描繪了地幔流動的方向，而帶有箭頭的黃色線段表示本研究中推斷的局部地殼流動。藍色虛線表示對區域進行分組的邊界
研究成果發表于國際學術期刊Terra Nova (Huang P, Gao Y, Wu J*. Crustal anisotropy beneath southeast Tibet revealed by Pms arrival times[J]. Terra Nova, 2024. DOI: 10.1111/ter.12714.)。研究受到國家自然科學基金項目(42330311,42274131,41774111)、中國地震局地震預測重點實驗室專項基金(2021IEF0103)、中國科學院地質與地球實體研究所岩石圈演化國家重點實驗室自主研究課題(SKL-Z202204、SKL-Z202305)聯合資助。
美編：傅士旭(華東師大）
校對：萬鵬