远震和多分量背景噪声联合全波形反演揭示北美中大陆裂谷的精细结构

何彬 副研究员

中国科学院地质与地球物理研究所

摘要：

        北美中大陆裂谷（MCR, ~1.1 Ga）是地球上保存最完好的“夭折裂谷”，完整记录了大陆伸展、停滞及后期构造反转的演化全貌。然而，受限于传统射线层析成像的分辨率与深度范围约束瓶颈，学界对裂谷为何停止伸展以及反转的深部动力学机制仍存在争议。为此，本研究协同 SPREE 密集台阵与 USArray 宽频带数据，发展了远震体波与多分量背景噪声联合全波形反演工作流，构建了中大陆裂谷西支跨地壳至上地幔顶部的三维高分辨率波速、密度及各向异性构架。成像结果不仅查明了上地壳广泛赋存的致密高速火山岩，更在 40–60 km 深处的“双 Moho”之间刻画出一个厚达 15 km、具有显著正径向各向异性（达 5%–10%）且横向连续的基性“岩浆根”，证实岩浆底侵有效补偿了伸展期的地壳减薄。结合一维热-流变学模拟，我们揭示了裂谷的两阶段演化图景：板块快速漂移使裂谷脱离地幔热源补给导致主动拉伸停滞；而早期岩浆侵位在坚硬克拉通内部遗留的热弱化走廊，进一步将格林威尔碰撞造山的远场挤压应力精准聚焦并导入裂谷，驱动了局部构造反转。该研究为揭示同裂谷岩浆改造如何赋予大陆岩石圈长期流变记忆提供了关键证据。

报告人简介：

        何彬，中国科学院地质与地球物理研究所副研究员，任职于深层油气理论与智能勘探开发重点实验室。他于2014年在中国地质大学（北京）获得学士学位，2020年在中国科学院地质与地球物理研究所获得固体地球物理学博士学位。2020年至2025年间，他先后在加拿大多伦多大学、美国德州大学达拉斯分校、普渡大学及俄勒冈大学从事博士后研究。何彬长期致力于地震波动方程成像与反演算法研究，主要研究方向包括全波形反演、多分量背景噪声伴随层析成像、被动源逆时偏移、多波联合成像以及非线性介质反演与成像。相关研究成果分别应用于北美中大陆裂谷演化、唐山地震断裂带精细结构、西南印度洋三联点动力学过程以及油气资源勘探等领域。目前，他主持中国科学院地质与地球物理研究所自主部署项目，并作为核心成员参与美国NSF Cascadia地震科学中心多参数模型构建工作。他以第一作者在《EPSL》《JGR: Solid Earth》等权威期刊上发表多篇论文，曾获美国勘探地球物理学家协会最佳张贴报告奖，并拥有多项中美发明专利。此外，他还担任中国地球物理年会专题召集人。