Scherwellen-Doppelbrechung von SK(K)S-Phasen und lateral variierende Anisotropie im Gebiet des Oberrheingrabens // Shear-wave splitting of SK(K)S-phases and laterally varying anisotropy in the Upper Rhine Graben area

Vorliegende S-Wellen-Splitting-Messungen (SWSMen) an Phasen vom SKS-Typ im Gebiet des Oberrheingrabens (ORG) weisen eine Variation der bestimmten (scheinbaren) Splitting-Parameter sowie der Null- und Nicht-Null-Messungen mit dem Rückazimut auf und zeigen darüber komplexe, eingeschlossen lateral variierende, Anisotropie an. Durch diese Beobachtung motiviert, das Modell der Anisotropie im Gebiet des ORGs zu verbessern, wurden weitere SWSMen an Langzeitregistrierungen der breitbandigen seismischen Messstationen BFO, WLS, STU, ECH, TMO05 und TMO07 durchgeführt.
Hinsichtlich der Anisotropie im Mantel wurden PKS-, SKS, und SKKS-Phasen von teleseismischen Erdbeben innerhalb des Epizentraldistanz-Bereichs [90,140]° herangezogen. ... mehrDie Splitting-Parameter, die schnelle Polarisationsrichtung $\phi$ angegeben als Winkel zu Nord und die Verzögerungszeit $\delta$t akkumuliert zwischen den beiden quasi S-Wellen, wurden mit dem MATLAB Programm SplitLab zusammen mit der Erweiterung StackSplit bestimmt. Es wurden als Grenzfrequenzen für den Bandpass-Filter [0.020, 0.066] Hz (untere Grenze) und [0.15, 0.20] Hz (obere Grenze) gewählt, und die Energie-Minimum-Methode und die Rotation-Korrelation-Methode vergleichend angewendet. An die bestimmten (scheinbaren) Splitting-Parameter der Nicht-Null-Messungen wurden strukturelle Anisotropie-Modelle zu den Modelltypen eine Schicht und zwei Schichten mit transversaler Isotropie mit horizontaler (HTI) und geneigter (TTI) Symmetrieachse angepasst. Die stationsbezogenen Resultate wurden stationsübergreifend hinsichtlich möglicher
grundlegender Anisotropie-Regime betrachtet.
Die Dauer der Verzögerungszeit sowie keine klaren Verschiedenheiten zwischen SKS- und SKKS-Phase sprechen für eine Lage der Anisotropie im oberen Mantel (Lithosphäre und Asthenosphäre). Verifiziert werden konnte, dass die Anisotropie im Gebiet des ORGs nicht nur vertikal, sondern auch kleinräumig lateral variiert. Beobachtet wurden zwischen der Ostseite (STU, BFO) und der Westseite (ECH) des ORGs eine Änderung der schnellen Polarisationsrichtungen des Anisotropie-Modells zum Modelltyp zwei Schichten mit HTI sowie vom Moldanubikum (BFO, STU, ECH) zum Saxothuringikum (TMO05, TMO07) eine Tendenz von zwei Schichten mit HTI zu einer Schicht mit HTI als Modelltyp. Zusätzlich sind zwischen BFO und ECH laterale Heterogenitäten, welche durch Streuung die SWSMen stören, zu vermuten.

Existing S-wave splitting measurements (SWSMs) on phases of the SKS-type in the Upper Rhine Graben (URG) area show a variation of the determined (apparent) splitting-parameters as well as the null and non-null measurements and therefore indicate complex, including laterally varying, anisotropy. Motivated by this observation, to improve the model of the anisotropy in the URG area, further SWSMs were carried out on long-term recording from the broadband seismic stations BFO, WLS, STU, ECH, TMO05 and TMO07.
To address the anisotropy in the mantle, PKS-, SKS- and SKKS-phases of teleseismic earthquakes within the epicentral distance range [90, 140]° were considered. ... mehrThe splitting parameters, the fast polarization direction $\phi$ given as angle to the north and the delay time $\delta$t accumulated between the two quasi S-waves, were determined with the MATLAB-program SplitLab together with the plugin StackSplit. As corner frequencies for the bandpass-lter [0.020, 0.066] Hz (lower corner) and [0.15, 0.20] Hz (upper corner) were chosen, and both the rotation-correlation method and the minimum-energy method were applied for comparison. To the determined (apparent) splitting parameters of the non-null measurements structural anisotropy models of the model types one layer and two layers with transverse isotropy with horizontal (HTI) and tilted (TTI) symmetry axis were tted. The station-related results were used to study possible basic anisotropy regimes.
According to the duration of the delay time and no clear differences between SKS- and SKKS-phase, the anisotropy lies in the upper mantle (lithosphere and asthenosphere). It could be veried that the anisotropy in the area of the URG varies not only vertically but also on smallscale laterally. Between the east side (STU, BFO) and the west side (ECH) of the URG a change of the fast polarisation directions of the anisotropy model of the model type two layers with HTI was observed. From the Moldanubian Zone (BFO, STU, ECH) to the Saxothuringian Zone (TMO05, TM007) a tendency from two layers with HTI to one layer with HTI as model type was observed. Additionally, lateral heterogeneities between BFO and ECH, which disrupt the SWSMs due to scattering, are to be assumed.