3-D Upper-Mantle Shear Velocity Model Beneath the Contiguous United States Based on Broadband Surface Wave from Ambient Seismic Noise
3-D Upper-Mantle Shear Velocity Model Beneath the Contiguous United States Based on Broadband Surface Wave from Ambient Seismic Noise
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基于环境地震噪声宽带表面波的美国本土下方 3-D 上地幔剪切速度模型
DOI：
10.1007/s00024-018-1881-2
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发表时间：
2018-05
影响因子：
2
通讯作者：
Yang Yingjie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xie Jun;Chu Risheng;Yang Yingjie
环境噪声地震层析成像已被广泛用于研究地壳和上地幔的剪切速度结构。然而，大多数研究集中在环境噪声中的短周期面波(<； 50，S)，而利用环境噪声中的长周期面波的研究有限。本文论证了利用环境噪声中的长周期面波研究大陆尺度岩石圈结构的可行性。我们利用宽带瑞利波相速度得到了S 10-150周期带内邻近美国的三维横波结构，在每个网格点上用B-样条法对一维横波速度剖面进行了参数化处理，并用非线性马尔可夫链蒙特卡罗方法进行了反演。然后，通过拼接所有的一维剪切速度剖面，建立了三维剪切速度模型。我们的模型与现有的基于多个数据集或地震数据的模型基本一致。我们的模型与其他美国后的阵列模型一起揭示了上地幔的岩石圈结构，这与地质构造背景(例如克拉通根和区域上升流省)是一致的。与许多已发表的结果相比，该模型在岩石圈结构方面具有可比的分辨率，可用于未来详细的区域或大陆研究和分析。
Ambient noise seismic tomography has been widely used to study crustal and upper-mantle shear velocity structures. Most studies, however, concentrate on short period (< 50 s) surface wave from ambient noise, while studies using long period surface wave from ambient noise are limited. In this paper, we demonstrate the feasibility of using long-period surface wave from ambient noise to study the lithospheric structure on a continental scale. We use broadband Rayleigh wave phase velocities to obtain a 3-DVSstructures beneath the contiguous United States at period band of 10–150 s. During the inversion, 1-D shear wave velocity profile is parameterized using B-spline at each grid point and is inverted with nonlinear Markov Chain Monte Carlo method. Then, a 3-D shear velocity model is constructed by assembling all the 1-D shear velocity profiles. Our model is overall consistent with existing models which are based on multiple datasets or data from earthquakes. Our model along with the other post-USArray models reveal lithosphere structures in the upper mantle, which are consistent with the geological tectonic background (e.g., the craton root and regional upwelling provinces). The model has comparable resolution on lithosphere structures compared with many published results and can be used for future detailed regional or continental studies and analysis.
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