背景噪声成像揭示张家口-蓬莱断裂带速度结构及三河-平谷地震与唐山地震发震构造OA

张家口—蓬莱断裂带(张蓬断裂带)是华北克拉通东部重要的活动构造带,断裂带中段曾发生1976年唐山M_(S)7.8地震及1679年三河—平谷M_(S)8.0地震,其地下结构与区域强震孕育密切相关。然而,目前对该区域上地壳精细速度结构和强震发震构造的认识仍较为有限。本研究基于覆盖华北张蓬断裂带中段最新布设的229个密集流动台站一个月的连续波形记录,利用背景噪声互相关方法提取瑞雷波相速度和群速度频散曲线,采用直接反演层析成像方法,获得了研究区10 km以浅的高分辨率三维横波速度结构。结果表明:研究区上地壳速度结构具有显著的横向非均匀性,整体呈北部高速、南部低速的分布特征;在东西方向上表现出分段的特征,高、低速异常体多沿NE向或WNW向展布,与主要断裂带和构造单元走向高度一致。三河—平谷震区(夏垫断裂)在6—10 km深度主要表现为明显的低速异常;而唐山震区在深部速度异常相对较低,浅部的主要结构则受到高速异常体控制。两处低速异常可能由相同来源的、与太平洋板块俯冲过程中滞留效应有关的地幔物质上涌导致。综合分析认为,夏垫断裂和唐山断裂带可能受到地幔物质上涌的推挤作用以及太平洋板块俯冲的远程影响,在刚性高速体内部逐渐积累应力,最终分别导致了三河—平谷M_(S)8.0地震和唐山M_(S)7.8走滑型地震的发生。