中国及邻区岩石圈有效弹性厚度及其动力学意义

来源 :中国地质大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qqllql
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
地球岩石圈在地表和地下荷载作用下会进行均衡沉降或隆起,均衡响应的状态(局部均衡或区域均衡)和快慢,取决于岩石圈自身的热力学性质。利用这种均衡响应信息可以计算岩石圈有效弹性厚度(Te),其主要反映了岩石圈在长期(>105年)构造载荷作用下抵抗变形的能力,是研究大陆岩石圈大规模构造和岩石圈动力学的有力工具。研究岩石圈有效弹性厚度的空间变化,对于了解具有复杂地质构造和地壳形变的中国大陆岩石圈的力学特征和演化,进而对其动力学机制进行分析至关重要。中国大陆并非一个巨型前寒武纪克拉通为主体的单一大陆,而是由大量小型克拉通和夹持其间的造山带所组成的拼合大陆。大陆西南缘受到印度一澳大利亚板块快速向北运移的碰撞挤压,东部遭遇太平洋和菲律宾板块向欧亚大陆的俯冲,北部则受到西伯利亚板块的阻挡。考虑到如此复杂的结构和地球动力作用,必然造成中国大陆各主要陆块存在明显的相互作用。因此,非常有必要详细地研究整个中国大陆及邻区的岩石圈有效弹性厚度分布,有助于了解中国各陆块的岩石圈强度的变化,对研究华北克拉通破坏、青藏高原隆升以及整个中国大陆复杂的构造变形及其岩石圈动力学机制等具有非常重要的意义。本文采用基于地形和布格重力异常数据的多窗谱相关法和Fan小波谱相关法获得了完整且高分辨率的中国及邻区的岩石圈有效弹性厚度,并根据Te分布对中国大陆的大地构造和岩石圈动力学提出了新的认识。首先,通过模型实验,系统分析了多窗谱和Fan小波谱相关法的主要参数对反演结果的影响,并对比验证了两种谱方法反演Te的有效性。其次,基于实测地形和卫星重力场模型数据,获得了完整且高分辨率的中国及邻区岩石圈有效弹性厚度分布。反演结果表明:两种谱相关法获得的Te横向分布基本一致,都呈现出中国及邻区Te具有剧烈的空间横向变化;几个明显的高T。值主要分布在稳定的克拉通盆地;而低T。值主要分布于年轻的造山带地区,并且各构造单元内部的T。存在明显的不均一性。最后,利用获得的Te分布,结合地质、大地测量和地球物理等资料,得到了以下新认识:(1)对比中国大陆的Te横向变化和地震震中分布表明,岩石圈有效弹性厚度的大小和空间变化与地震分布存在密切的联系。Te高的地区一般对应构造相对稳定区,地震较少发生,说明了高强度的岩石圈具有抵抗变形和地震的能力。中国大陆板内地震主要集中在T。约为10-40km的区域或Te陡变带,表明了岩石圈强度弱的地区或岩石圈强度发生显著变化的陡变带,是岩石圈应力和能量最容易累积和释放的地区,往往是地震孕育的有利地带。(2)通过分析中国大陆及邻区的Te横向变化和构造单元热年龄、地表热流以及地幔横波速度分布表明,岩石圈热年龄和热结构的变化对中国大陆岩石圈有效弹性厚度的影响较大;高Te地区一般具有低的地表热流,而低Te的区域一般对应高的热流值:同时Te和地幔100km深度的横波速度呈正相关。但是,由于中国地区特殊的地质构造,加之岩石圈复杂的演化过程及其结构的各向异性,导致这些反映岩石圈性质和结构的参量与Te的关系也存在一定的离散性和不确定性。(3)对华北陆块Te空间变化分析表明,西陆块的鄂尔多斯盆地远远高出地壳平均厚度(约42km)的高Te值,说明了古老克拉通岩石圈的高强度主要反映了其具有强的上地幔岩石圈;相比稳定且高Te的西陆块,东陆块Te变化剧烈且明显偏小,表明华北东陆块高强度的太古宙岩石圈已经变弱,但是局部高Te值可能暗示了局部地区仍保留有较厚的克拉通岩石圈。(4)结合华南陆块Te分布和地幔成像结果表明,四川盆地可能不是一个均一的刚性克拉通,其盆地内部岩石圈存在明显的各向异性:扬子陆块的古老克拉通陆核可能存在于四川盆地中东部以及贵州北部、重庆武陵山和湖南雪峰山以西地区。华南陆块中东部大部分区域呈低Te值,结合地表构造特征和地幔热结构推断,俯冲到华南陆块之下的古大洋岩石圈引起的热地幔动力作用可能是显著降低华南陆块(特别是中东部)岩石圈的综合力学强度的主要原因。在受到四周多个板块汇聚的应力下,低强度的华南岩石圈更容易产生变形,从而在壳内形成现今宽广的褶皱带和广泛的岩浆活动。(5)青藏高原下地壳广泛分布的塑性地壳流、热上地幔和高热状态,可能是青藏高原中部、东部和东南部Te普遍低的主要影响因素。结合Te的分布表明,青藏高原的变形可能不仅局限在地体缝合线和走滑断裂带,低岩石圈综合强度的高原地体内部(尤其是中部和东南部)也具有连续形变的条件。(6)结合地质、大地测量和地球物理资料,对中国东部华北陆块、华南陆块、西部青藏高原和塔里木盆地的岩石圈有效弹性厚度分析表明,中国大陆岩石圈综合强度主要受深部地幔结构的影响;特别是中新生代以来西南印度—欧亚大陆碰撞俯冲,东部太平洋板块的俯冲和三叠纪华南陆块和华北陆块的陆陆碰撞俯冲,引起的地幔热动力过程对中国岩石圈强度结构进行了强烈的改造,也正是这种复杂的岩石圈强度结构影响着中国大陆中生代以来复杂的岩石圈构造演化和变形。
其他文献
档案是一种蕴含着大量知识的文献,这已经成为包括档案界在内的整个文献界此较普遍的共识,并且得到了社会的广泛认同。处于知识经济和知识管理的浪潮中,档案工作者必须对知识管理
传统的物理性流域水文模型以“点”尺度的水文过程控制方程为基础构建,与概念性模型相比有显著的优越性,但存在由于方程非线性和下垫面条件不均匀性所导致的方程适用尺度和模
线上庭审因其高效、便捷、利民的优势,回应了民众的司法需求,具有现实必要性。但线上庭审只是法庭审理的一种实现方式,其面临的现实困境是实体合法性、程序合法性在一定程度
廉租房的事情,小凤从来没跟任何人提起过,陈胜如何知道的?这疑惑也只是昙花一现,小凤心里随即塞满了深切的忧虑:难道,张一成出什么事儿了吗?
为了解2014~2015年广东省5个黄羽肉种鸡场禽白血病病毒(Avian leukosis virus,ALV)的感染情况,本研究于2014年3月至2015年3月在广东省5个黄羽肉种鸡场共采集52 367份父母代种
应澳大利亚AUPO建筑公司及新西兰水泥与混凝土协会的邀请,在澳大利亚澳洲贸易委员会的大力协助下,以中国建材联合会专职副会长徐永模为团长的节能建筑与节能建材代表团一行10
电离层通过磁力线与磁层的各个区域直接相接,使得电离层与磁层之间存在着强烈的物质和能量耦合过程。研究在磁层和电离层这两个不同区域间的物理过程如何彼此响应,对于揭示磁
目的:研究分析稳心颗粒合并比索洛尔治疗扩张型心肌病。t2,律失常的效果。方法:选择89例扩张型心肌病心律失常患者,分为对照组与治疗组,对照组50例患者只用比索洛尔治疗,治疗组39
当前,社会治理需要调动多元主体及其掌握的资源,建设人人有责、人人尽责、人人享有的社会治理共同体,从而确保人民安居乐业、社会安定有序。然而,在社会治理过程中,多元利益
以审判为中心的司法改革,既是推行司法体制改革的重要内容,也是确保司法公正和满足人民群众对社会公平正义价值诉求的基本制度保障。从法理学的角度审视以审判为中心的司法改