地幔岩石圈热结构差异与中国大陆岩石圈均衡分析

观测表明,大陆地区存在很多传统均衡模型无法解释的现象,其根本原因在于传统均衡理论中没有考虑地幔岩石圈部分由于热结构差异导致密度差异的影响.本文基于岩石圈尺度的质量平衡模型研究了中国大陆20个构造单元地壳及地幔岩石圈对地形海拔的贡献,以及各块体的均衡状态.计算结果表明,在一些地区,如塔里木盆地、北山和柴达木盆地,尽管岩石圈均衡模型和Airy模型得到了一致的海拔值,但岩石圈均衡模型更能体现均衡过程的物理本质;除青藏高原造山带外的多数块体,岩石圈均衡模型的计算结果更接近观测海拔和地表垂直运动状态;总体上,考虑地幔岩石圈热结构影响后,中国大陆各地区的均衡结果普遍优于传统的均衡模型.通过对均衡状态分析,我们得到以下主要结论：(1)构造稳定地区均衡程度较高;(2) 青藏高原及周边造山带现今地壳运动主要为区域构造过程及深部动力学过程所控制,均衡调整过程不是主要控制因素;(3) 现今地壳垂直运动比较明显的块体处于均衡调整阶段,地表垂直运动的大小反映了该区所受的均衡力作用的程度;(4) 构造稳定地区基于岩石层均衡的理论计算海拔与观测海拔之差值和现今地壳垂直运动速率有较好的相关性,据此我们可以通过均衡分析研究构造块体的运动趋势和动力学性质;(5) 地幔热结构对现今地形、海拔及地壳垂直运动有显著影响,在处理均衡问题时,地幔岩石圈热结构是我们必须考虑的重要因素.     

大别—郯庐造山带地壳上地幔Rayleigh面波层析成像

文中基于大别—郯庐及周边地区200个中国数字地震台网和21个流动地震台站垂向连续记录数据,采用地震背景噪声层析成像的方法,得到8～40s周期的Rayleigh面波相速度图像。结果表明,在8～20s周期的相速度图像上,红安—桐柏的高速异常分布与该区超高压变质岩的分布具有较好的一致性,结合地质结果和高速异常分布分析,认为该区域经历了伸展、岩浆侵位与构造挤出等构造过程。8～35s周期上,郯庐断裂南端两侧的相速度存在明显差异,因此推测郯庐断裂带可能切穿整个大别东部地壳,将大别与苏北、扬子块体分开,并为该区中、小地震提供孕震环境。安徽及邻区的地震分布在相速度剧烈变化的区域,并与震区浅层断裂对应,表明该地区两侧速度存在差异的浅层断裂仍然比较活跃。文中的相速度结果与以往的成像结果相比更为精细,与构造及断层的分布有较好的对应性,可为认识该地区构造活动性和动力学机制提供更为可靠的依据。     

华北地区地壳厚度与泊松比研究

华北地区地壳结构和物理性质是研究华北克拉通破坏机制的重要依据.本文通过收集分布在华北克拉通区域的323个宽频带地震台记录到的2007年8月到2009年3月间发生在全球范围内6.5级到8.5级的共93个远震事件的波形资料,较完整地得到了华北及其周边区域台站下方的接收函数、地壳厚度和泊松比分布情况.研究发现:(1)华北克拉...     

东北亚大陆地壳运动的GPS研究

Amurian板块是20年前提出的位于东北亚地区的板内块体．目前，关于Amurian板块还存在很多争论，如Amurian板块是否存在、其南部边界在哪里。介绍了围绕确定Amurian板块这一科学问题所进行的一系列东北亚地区地壳运动学的研究，并简要阐述了Amurian板块研究的科学意义及今后应开展的GPS大地测量工作。     

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利用重力资料精化大陆岩石圈热结构的理论模型

由于地表观测大地热流值的精度较低 ,并且测点分布不均匀 ,加之我们对地球内部介质热学参数随深度分布的了解也很模糊 ,因此 ,由通常解热传导方程获得的岩石层温度模型比较粗糙。本文提出一种利用重力异常资料精化传统的单纯依赖地热资料确定岩石层温度模型的方法 ,并对方法的有效性与局限性进行了讨论。     

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地幔对流诱发的莫霍面起伏与下地壳塑性流动

本文用定量模型研究了在地幔对流作用下下地壳物质流动过程和莫霍面起伏的变化。数值结果表明莫霍面起伏与岩石层弹性厚度（hel）和载荷波长（λ）相关。对于相同的λ,hel越大,莫霍面起伏越小,反之亦然。而对于相同的hel,λ越大,莫霍面起伏调整到最终状态所需时间越长,其达到的幅值也越大。本文结果暗示,地幔对流形态与地表地形起伏可能并非直接相关。同时,本文结果为解释地球上存在与Airy均衡相偏离地区提供了一种可能的动力学机制。     

三江地区盐源-丽江及川滇地块的地震活动与构造运动态势

阐述了盐源－丽江地块的存在及其边界，根据遥感影像等资料论述了该地块范围内强烈地震活动和构造运动，并提出盐丽、川滇等地块的构造及运动态势应是在印度模块北移、压入欧亚板块并与之夹挤的作用下，使其间部分地球物质向东、东南或转向西南移（流）动的表现。     

华北地区上地幔温度及岩石圈厚度分布研究

上地幔温度是控制地幔流变性和动力学过程的关键参数之一.本文利用高分辨率S波地震层析成像速度结果,基于岩石温度与地震波速度的关系,研究了华北地区上地幔50~300 km深度范围内的温度分布和"热"岩石圈厚度.为了验证结果的可靠性,本文用计算的上地幔60 km深度处的温度作为底面约束,得到了相应的地表热流.计算地表热流与观测地表热流之间符合程度较好,相对误差大部分都在地表热流观测误差范围之内.通过对上地幔的温度分布进行分析,我们研究发现:(1)在上地幔浅部,温度与地表构造之间有很好的对应关系.在小于170 km的深度上,温度呈现东高西低的分布态势.温度较高的区域集中在东部的河淮盆地、渤海湾盆地、华北平原和中部陆块的交界处、西部鄂尔多斯高原北缘的银川―河套地堑以及阴山地区,同时,这些地区的岩石圈厚度也相应较薄,大约为80~100 km;(2)西部的鄂尔多斯高原是整个华北地区岩石圈地幔温度最低的地区,比东部地区低200~400 ℃,岩石圈厚度相应最厚,平均岩石圈厚度达到140~150 km,最厚处超过160 km.(3)在170 km以下的软流圈地幔部分,温度分布发生反转,西部温度高于东部,表明东、西部陆块在地质历史时期经历了不同的深部地幔动力学过程.