《Tectonophysics》：Fine shear-wave velocity structure of the lithosphere in the Northern Tan-Lu fault zone from two- and three-station interferometry tomography
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•我们利用双台和三台干涉法获得了中国东北汤卢断裂带精细的地壳-地幔结构•我们观察到从上地壳到地幔的明显结构对比，并确认汤卢断裂为岩石圈尺度边界•我们鉴定出新近纪火山下方的中地壳岩浆房，这些岩浆房由共同的深部地幔源供给。引言虽然大型走滑断裂是大陆变形的常见特征，但汤卢断裂（TL
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我们利用双台和三台干涉法获得了中国东北汤卢断裂带精细的地壳-地幔结构
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我们观察到从上地壳到地幔的明显结构对比，并确认汤卢断裂为岩石圈尺度边界
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我们鉴定出新近纪火山下方的中地壳岩浆房，这些岩浆房由共同的深部地幔源供给。
引言
虽然大型走滑断裂是大陆变形的常见特征，但汤卢断裂（TLF）以其强烈的同构造岩浆作用和岩石圈改造而著称。因此，它为研究大陆内部剪切带如何与下伏地幔相互作用并促进地幔到地壳的热和物质传输提供了独特机会。具体来说，这种大型剪切带仅仅是被动的岩石圈伤痕还是地幔-地壳相互作用的热力-力学调节器，仍是大陆地质动力学中的一个基本问题。
汤卢断裂长度超过2400公里，南端位于大别造山带东侧，北端终止于中俄边界附近。汤卢断裂形成于印支期（约240–230百万年），是华南和华北地块横向碰撞和缝合的结果（Li, 1994; Okay和Celal ?eng?r, 1992; Yin和Nie, 1993; Zhu等, 2009）。侏罗纪期间，汤卢断裂向北延伸至渤海湾地区（Xu等, 1987; Zhu等, 2009），形成了其第一条北分支（敦化-密山断裂，DMF）。之后，在侏罗纪，该断裂继续以左旋走滑方式向北传播，形成了另一分支（伊拉-伊通断裂，YYF），并进一步激活和横向扩展了DMF（Gu等, 2016; Liu等, 2018）。这种复杂的构造演化导致了一系列地堑盆地、广泛的岩石圈减薄和强烈的板内岩浆活动。
新生代期间，汤卢断裂的中南段（即渤海湾盆地以南）相对保持稳定，而北部汤卢断裂（nTLF）（即DMF和YYF）则表现出更活跃的构造和岩浆活动，其特征是更高的火山活动和更广泛的岩石圈减薄。这种强烈的岩浆作用可能是由停滞在过渡带中的太平洋板片脱水以及随后地幔物质的上涌（即大楔型地幔模型）触发的。例如，具有破坏性的海城地震（1975年Ms 7.5）发生在北段，许多活跃火山（即长白山火山CBV、镜泊湖火山JPHV、宽甸火山KDV和龙岗火山LGV）也沿nTLF分布。此外，最近的GPS测量表明持续的垂直形变速率约为0.08毫米/年（Gu等, 2017）。所有这些观测都表明nTLF构造和火山活动活跃。因此，nTLF为我们提供了一个理想的研究场所，用于研究大陆内部构造-岩浆动力学及其对构造和岩浆活动耦合的控制。
中国东北地区以往的地球科学研究主要集中于古太平洋俯冲的地球动力学或单个火山系统的浅地壳结构（Fan等, 2021; Fan和Chen, 2019; Guo等, 2016; Huang和Zhao, 2006; Tang等, 2014; Tao等, 2018; Xu等, 2023）。然而，nTLF精细的岩石圈结构和相关的构造-岩浆系统仍缺乏很好的解决。这主要是因为可用的地震观测数据是由在不同时期部署的多个临时台阵获取的，导致空间上碎片化且时间上不同步的数据集，难以在传统的背景噪声层析成像（ANT）框架内整合。背景噪声层析成像提供了一种有效的成像地壳剪切波速度结构的方法。然而，传统的双台相关（C2）方法要求台对之间存在重叠的观测时段，这极大地限制了非同步地震台阵部署的使用，并减少了由多个临时台阵监测区域的射线路径覆盖。三台干涉法（C3）通过引入第三个台作为虚拟源并对提取的波场进行二次互相关，扩展了传统的C2框架（Chen和Saygin, 2020; Ma和Beroza, 2012; Snieder, 2004; Spica等, 2016; Stehly等, 2008; Zhang等, 2020）。该策略特别适用于在不同时期部署了多个临时地震台阵但通过持续运行的永久台连接的区域。在本研究中，我们结合C2和C3干涉法，整合通过永久台连接的多个临时台阵获取的非同步地震波形。尽管这两种技术以前都已发展，但它们的联合实施提供了一种最大化利用现有观测的实用策略，大大改善了射线路径覆盖和色散测量的恢复。这种增强的射线路径覆盖使我们能够构建nTLF下方地壳和上地幔的精细三维（3D）Vs模型，为其岩石圈构造、断裂分段和构造-岩浆演化提供了新的约束。
各章节摘要
数据获取
本研究中使用的连续宽频带地震波形数据包括两部分：（1）中国地质科学院部署的装备有Guralp地震仪的两条便携式宽频带地震剖面，NCISP10和NCISP11，横跨华北克拉通（NCC）东北部。NCISP10剖面长约370公里，包括38个台站，平均台间距为10公里，运行时间为2016年10月至2018年7月。NCISP11剖面长约330公里
直接面波色散反演方法
本研究采用Fang等（2015a）开发的直接面波色散反演方法，利用C2和C3方法导出的背景噪声色散数据构建三维（3D）S波速度（Vs）模型。我们还整合了研究区域内NECESSArray 64个宽频带地震台站发表的色散数据（Fan等, 2021）。我们选择了这种直接反演方法而不是传统的大圆面波
结果
本研究呈现了跨越nTLF的精细三维S波速度模型（图8，图9）。与传统双台互相关结果（Ma等, 2022）相比，本研究中三台干涉法的使用有效地实现了NCISP10和NCISP11之间地下结构的准透明成像。结合NECESSArray台站的色散曲线数据，这大大改善了射线路径的覆盖密度
北部汤卢断裂带的岩石圈结构与构造
作为中国东部最大的走滑断裂系统之一，nTLF在区域构造演化和大陆内部变形中起着基本作用。我们的Vs模型揭示了断裂带存在深切的岩石圈尺度不对称性，反映了复杂的结构继承、长期构造重激活和动态应变分配历史（图8，图9）。与以往的区域尺度模型（例如，Fan等, 2021; Ma等, 2022）相比，我们的C3增强
结论
在本研究中，我们整合了nTLF构造-岩浆区域周围便携式剖面和永久网络的宽频带地震数据，并使用双台和三台背景噪声干涉层析成像构建了地壳和上地幔的详细三维S波速度模型。结果对深部断裂结构与火山活动之间的空间耦合和控制机制提供了新的见解。
（1）我们利用了双台和三台干涉法
CRediT作者贡献声明
马立学：写作-审阅与编辑，写作-原稿撰写，可视化，方法论，调查，形式化分析，概念化。徐涛：写作-审阅与编辑，验证，监督，资源，资金获取。艾迎霜：资金获取，数据管理。张永全：写作-审阅与编辑，方法论，形式化分析。吴成龙：调查。杨金辉：调查。吕庆田：写作-审阅与编辑。
致谢
我们感谢中科院地质与地球物理研究所地震台阵实验室以及为本研究收集数据的NCISP10和NCISP11野外团队成员，包括喻国平博士、张光利、张浩东、孟繁昌、黄民福和郑凡。我们感谢中国地震局地球物理研究所中国地震网络数据中心提供的永久台站地震数据。我们感谢严志永博士和张善恩
马立学|徐涛|艾迎霜|张永全|吴成龙|杨金辉|吕庆田
