青藏高原的现代构造

本文以震源机制、地震地质、地壳和上地幔速度结构等资料为基础,研究了与青藏高原成因有关的现代构造问题。主要内容有:1.高原边缘地带以反映压缩形变的逆断层活动为主,内部以一系列大致平行、呈弧形弯曲的左旋走滑断裂活动为主;2.喜马拉雅山以北的广大地域内存在着北北东走向的水平压应力,从六盘山到红河断裂带的主压应力轴走向由北东逐渐变为南东方向;3.高原地壳和上地幔顶部的地震波速度小于印度次大陆和阿拉善地块;4.高原的现代构造同地壳和上地幔顶部的横向不均匀性和印度洋板块的碰撞挤压作用有关。其构造形变过程可以同机器制造业中的《锻模加工》相比拟。     

我国西南地区现代构造应力场与现代构造活动特征的探讨

本文通过对我国西南地区以及相邻的越南、缅甸北部地区的51个地震的震源机制结果和10个地震破裂带资料的力学分析,讨论了我国西南地区现代构造应力场分区及现代构造活动特征。并得出由鲜水河断裂带、安宁河断裂带、小江断裂带、通海曲江断裂带和红河断裂带所围成的一个不封闭菱形地块相对外围区域有向南南东移动的趋势。此菱形地块控制着我国西南地区的主要地震活动。     

青藏高原东北缘地壳上地幔速度结构的地震层析成像研究

本文收集了甘肃、青海、宁夏、陕西和四川台网的130个台站1980-2002年间记录的3 229个区域地震(Ms≥1.5)和168个远震资料,从55 024个区域地震震相中挑选出了51 210个最大走时残差为3.0s的震相,选取了2 651个远震震相.层析成像结果显示:(1)青藏高原东北缘地区下地壳存在大范围的P波速度低速异常,上地幔顶部多数地区平均P波速度为8.05 km/s左右,接近于大陆下方全球的Pn波平均速度8.1 km/s,使得莫霍间断面比较清晰,莫霍面反射波能量较强;(2)研究区内发生大震的震中大多位于深度图中10 km的低速区、30 km的高速区附近和50km的低速区附近,表明这些区带为孕震区;(3)青藏高原东北缘地区的主要断裂带均是逆冲兼走滑断裂,多数位于速度正负异常的过渡区上,且很可能是超壳断裂;(4)从张掖经海原、平凉再向南拐的弧形地带可能就是青藏高原的边缘地带;且预示着阿拉善地块有地台活化的迹象;(5)从层析成像结果中切出的二维速度扰动剖面与人工地震测深剖面吻合较好.     

我国西南地区现代构造应力场与现代构造活动特征的探讨

本文通过对我国西南地区以及相邻的越南、缅甸北部地区的51个地震的震源机制结果和10个地震破裂带资料的力学分析,讨论了我国西南地区现代构造应力场分区及现代构造活动特征。并得出由鲜水河断裂带、安宁河断裂带、小江断裂带、通海曲江断裂带和红河断裂带所围成的一个不封闭菱形地块相对外围区域有向南南东移动的趋势。此菱形地块控制着我国西南地区的主要地震活动。     

郯庐断裂带中南段现代构造应力场

在地震学研究中,震源机制解是研究区域构造应力场最基础的资料和常用的方法.应用小震断层面解反演平均应力场不仅能给出一个地区的平均应力场,还能给出中等主压应力相对大小及错动断层面等信息.20多年来,国内外学者已经发展了多种采用多次地震的震源机制解资料反演区域构造应力场的方法.     

青藏高原瑞利波相速度与深部结构的横向变化

利用中美合作在青藏高原布设的11台 PASSCAL 宽频带数字地震仪记录到的瑞利面波资料,测得青藏高原内不同块体的瑞利面波相速度(周期为10——120s),并反演了不同路径的地壳上地幔 S 波速度结构,发现青藏高原 S 波速度结构的横向变化显著.亚东——安多裂谷带的面波频散与相邻的块体差异最大,温泉至日喀则路径的相速度比其它路径的相速度明显偏高.该路径的地壳平均速度为3.79km/s,比其它路径的地壳平均速度3.40——3.50km/s高得多.青藏高原内不同块体的地壳中均有低速层存在,但低速层的厚度和速度不尽相同.位于北部的松潘甘孜块体。其地壳较薄约为65km,Sn 速度为4.48km/s,而且在约120km 深处的上地幔中存在一厚度为60km,速度为4.15km/s 的上地幔低速层.其它路径的上地幔速度相近,均没有明显的上地幔低速层出现.羌塘块体与拉萨块体的瑞利波相速度和 S 波速度结构极为相似,上地幔顶部的速度较松潘甘孜块体略高.在青藏高原广大地区中,地壳的平均速度低,普遍存在地壳低速层;上地幔顶部的横波速度为4.50——4.65km/s,上地幔中或者没有低速层或者低速层埋藏较深.      

青藏高原东南缘滇缅地块NE向走滑断裂带的新构造活动与大地震危险性

2008年汶川大地震发生以来,位于青藏高原东南缘实皆断裂带和红河断裂系之间滇缅地块发生了一系列MS5.5以上中强地震,该地区未来是否可能发生MS7.0以上大地震的危险性,十分令人关注.本研究以滇缅地块内部最长的NE向走滑断裂带--南汀河断裂带为例,结合遥感图像、数字高程模型(DEM)和1:20万地质图,对断裂带附近的水系系统拐弯地貌特征和大型地质体单元位错信息进行提取分析,并根据这些断裂带左旋走滑起始年代(5 Ma),推算其长期走滑速率.研究结果表明研究区NE向断裂带自上新世以来,具有2 mm·a-1的长期走滑速率;此外,根据发生在断裂带上及其周边地区的历史地震、大震复发周期和区内现代构造应力场的分布分析发现,沿这些NE向大型左旋走滑断裂带未来具有MS7.0以上大地震发生的危险性.     

哀牢山-红河断裂带及其邻区的地壳上地幔结构

利用地震台站的到时资料, 通过体波地震成像技术重建了青藏高原东南缘和南海西北部大陆边缘地壳上地幔的速度结构, 揭示出哀牢山-红河断裂带及其邻近地区的构造差异. 在上地壳和中地壳深度内, 哀牢山-红河断裂带为高速异常, 反映出韧性剪切后变质岩带抬升和快速冷却的特征, 下地壳和Moho面附近为低速异常, 意味着壳-幔边界仍然处于相对活动的状态; 在上地幔顶部, 断裂西侧滇西地区大范围的低速异常证实了地幔深部热流对该地区火山、热泉、岩浆活动的影响, 而断裂东侧则具有扬子地块的稳定性质, 断裂东南部分上地幔深部的低速异常可能与南海扩张引起的地幔对流有关.     

青藏高原地球物理与大陆动力学研究的新进展

岩石圈地球物理探测、深部结构成像与各向异性等研究是青藏高原大陆动力学研究的基础.近年来,随着深部地球物理探测技术和反演成像技术的进步,信息提取与细节分辨能力不断提升,青藏高原壳幔结构、碰撞和隆升动力学、资源与地质灾害的深部机制等研究进展显著.本专辑收录33篇论文,主要分布在深部结构与地球物理探测、地震各向异性与变形、断裂性质与地震活动等三个主要研究领域.本文重点围绕这些论文,对近年来青藏高原地球物理研究进展进行综述.

     

青藏高原东缘上地幔顶部Pn波速度结构及各向异性研究

本研究区域位于青藏高原东缘(20°～40°N,91°～109°E).该区构造较为复杂,不仅分布有稳定的阿拉善块体、柴达木盆地和四川盆地,而且还存在大量活动断裂如昆仑山断裂带、龙门山断裂、鲜水河断裂和红河断裂带.     

青藏高原及其邻近地区的地球物理场特征与大陆板块构造

本文搜集了现在已知的关于青藏高原地区的各种地球物理场特征,即:该区的地壳与上地幔构造,地磁场要素的分布,航空磁测的结果,古地磁极移轨迹,重力异常与均衡补偿,地热活动与温泉分布,地震活动以及深地震探测等研究结果,来探讨它与大陆板块构造的关系。 研究的初步结果表明,印度洋板块与欧亚板块交接地带的北界为雅鲁藏布江,南界为恒河平原的北缘。喜马拉雅地带为这两大板块碰撞与挤压的过渡带,其宽度约300公里左右。这一地带的大、小地震绝大部分是浅源地震,只在弧形山系和东西弧顶及其转折部位有中源地震。在这一过渡带内水热活动剧烈,重力也不均衡。 雅鲁藏布江以北到当雄一带,地壳厚度为70-73公里,喜马拉雅地区则为68-45公里左右,并向南翘起。地壳由多层介质组成,在下地壳中存在着低速层。断层面解表现为向南逆冲,主压应力轴基本上为南北向和北东向,且与震源深度相关。现在构造活动与地震活动似均逐渐向南移到主边界大断层一带。 在雅鲁藏布江以北,小震震源深度向南递加,而在恒河平原以北,则向北递加。此外,在上述两个地区均有零星的中源地震发生。因此,喜马拉雅地带的南北两侧有相向“俯冲”之势。在兴都库什地区,中源地震震源面北倾;在帕米尔地带,中源地震震源面南倾。因此,震源面构成了“V”字     

青藏高原及其邻近地区的地球物理场特征与大陆板块构造

本文搜集了现在已知的关于青藏高原地区的各种地球物理场特征,即:该区的地壳与上地幔构造,地磁场要素的分布,航空磁测的结果,古地磁极移轨迹,重力异常与均衡补偿,地热活动与温泉分布,地震活动以及深地震探测等研究结果,来探讨它与大陆板块构造的关系。 研究的初步结果表明,印度洋板块与欧亚板块交接地带的北界为雅鲁藏布江,南界为恒河平原的北缘。喜马拉雅地带为这两大板块碰撞与挤压的过渡带,其宽度约300公里左右。这一地带的大、小地震绝大部分是浅源地震,只在弧形山系和东西弧顶及其转折部位有中源地震。在这一过渡带内水热活动剧烈,重力也不均衡。 雅鲁藏布江以北到当雄一带,地壳厚度为70—73公里,喜马拉雅地区则为68—45公里左右,并向南翘起。地壳由多层介质组成,在下地壳中存在着低速层。断层面解表现为向南逆冲,主压应力轴基本上为南北向和北东向,且与震源深度相关。现在构造活动与地震活动似均逐渐向南移到主边界大断层一带。 在雅鲁藏布江以北,小震震源深度向南递加,而在恒河平原以北,则向北递加。此外,在上述两个地区均有零星的中源地震发生。因此,喜马拉雅地带的南北两侧有相向“俯冲”之势。在兴都库什地区,中源地震震源面北倾;在帕米尔地带,中源地震震源面南倾。因此,震源面构成了“V”字     

青藏高原震源分布与板块运动

本文分析了青藏高原及其邻区大量近期地震的震源深度分布资料,发现中源地震不仅分布在众所周知的兴都库什和印缅山弧一带,而且在印度洋板块与欧亚板块汇聚带印度河—雅鲁藏布江以南,以及欧亚板块内部的帕米尔、西昆仑、柴达木和天山南缘一带也有中源地震分布,它们构成了这一地区三条向南倾斜的震源带。 这些中源地震震源带的存在表明,向北运动的印度次大陆与亚洲大陆碰撞以后,印度次大陆北缘本身并没有消减,而是迫使亚洲大陆通过三条向南倾斜的岩石层消减带产生了大规模的消减作用。 中源地震在平面上分布的不连续性,揭示了这一地区的许多条走滑断层的现代活动。这些走滑断层的巨大位移显示了青藏高原内部各块体之间的横向运动也是很可观的。 最后,提出了亚洲大陆多条南倾消减带的形成和发展模式。     

青藏高原震源分布与板块运动

本文分析了青藏高原及其邻区大量近期地震的震源深度分布资料,发现中源地震不仅分布在众所周知的兴都库什和印缅山弧一带,而且在印度洋板块与欧亚板块汇聚带印度河-雅鲁藏布江以南,以及欧亚板块内部的帕米尔、西昆仑、柴达木和天山南缘一带也有中源地震分布,它们构成了这一地区三条向南倾斜的震源带。 这些中源地震震源带的存在表明,向北运动的印度次大陆与亚洲大陆碰撞以后,印度次大陆北缘本身并没有消减,而是迫使亚洲大陆通过三条向南倾斜的岩石层消减带产生了大规模的消减作用。 中源地震在平面上分布的不连续性,揭示了这一地区的许多条走滑断层的现代活动。这些走滑断层的巨大位移显示了青藏高原内部各块体之间的横向运动也是很可观的。 最后,提出了亚洲大陆多条南倾消减带的形成和发展模式。     

青藏高原地体划分的地球物理标志研究

基于青藏高原巨厚的地壳结构和复杂的地球物理场特征，提出依据地震活动与波场标志、岩石层结构与速度场标志、古地磁标志、位场标志、温度场标志、地质与构造标志作为进行青藏高原地体划分的原则．据此，由北向南将青藏高原及其相邻地带划分为７个地体，即柴达木地体、昆仑地体、可可西里－巴颜喀拉地体、羌塘地体、拉萨－冈底斯地体、喜马拉雅地体和恒河平原地体，它们的分布格局与特征对青藏高原的形成、演化和板块运动及动力机制的研究起着重要的作用．     

青藏高原地体划分的地球物理标志研究

基于青藏高原巨厚的地壳结构和复杂的地球物理场特征,提出依据地震活动与波场标志、岩石层结构与速度场标志、古地磁标志、位场标志、温度场标志、地质与构造标志作为进行青藏高原地体划分的原则．据此,由北向南将青藏高原及其相邻地带划分为７个地体,即柴达木地体、昆仑地体、可可西里－巴颜喀拉地体、羌塘地体、拉萨－冈底斯地体、喜马拉雅地体和恒河平原地体,它们的分布格局与特征对青藏高原的形成、演化和板块运动及动力机制的研究起着重要的作用．     

青藏高原隆升过程的三阶段模式

综合分析了前人对青藏高原岩石层构造和动力学研究的成果,提出印度板块和欧亚板块会聚、大陆碰撞及大陆形变的基本特征为青藏高原地壳的加厚和地壳缩短,地壳物质的横向流动;青藏高原隆升过程呈现出阶段性、多样性和复杂性;组成青藏高原的各块体可能有不同的主导隆升机制．认识到在板块构造理论所揭示的全球构造格局中,青藏高原不仅仅是印度板块和欧亚板块会聚、碰撞以及大陆形变的结果,它也是青藏高原大陆岩石层和下伏地幔物质运动的相互耦合、相互作用的结果．从地幔动力学的角度出发讨论了青藏高原隆升的断离险升－挤压隆升－对流隆升三阶段模式（ＢＣＣＭ）,结合数值模拟的结果分析了与此模式相对应的该区域岩石层构造、运动的地幔深部物质运移和动力学背景．     

青藏高原的板块构造与强震的关系

本文从板块构造的观点出发,根据深大断裂带、蛇绿岩套、混杂堆积、兰闪石片岩的空间分布,在青藏高原地区划分了五条不同时期的板块缝合线。它们从北向南的发展过程是由老到新(加里东至喜山期),其形成的原因是由于洋壳不断的消亡和陆壳不断增生的结果。青藏高原的强震(M_s≥6级)不仅沿板块缝合线成带状分布,还沿它们作往返的迁移,表明强震的分布不仅与年轻的板块缝合线一致,而且也和活动的古板块缝合线一致。根据青藏高原强震分布的特点,提出强震的发生是由于印度板块和欧亚板块的碰撞,其能量的来源与地幔物质的活动有关。而板块缝合线及次一级活动断裂为地震积聚能量提供了条件,起控震作用。     

青藏高原季节冻融过程与东亚大气环流关系的研究

利用青藏高原46个气象站的最大冻土深度观测资料、中国160个气象站降水资料和NCAR/NCEP资料，对青藏高原冻土的季节性冻融过程进行合成分析，发现青藏高原土壤的季节冻融过程对青藏高原上空及东亚大气环流有显著的影响，在高原最大冻土深度较小的年份中，7月份，南亚高压强且偏西，500hPa印度低压强，西太平洋副热带高压弱且偏东，高原南部的东风较强；最大冻土深度较大的年份，南亚高压弱且偏东，印度低压弱，西太平洋副热带高压强且偏西. 在不同的冻融年份，850hPa上纬向风的差异显著区反映了西南季风的活动. 最大冻土深度与中国夏季（7月份）降水有3条显著相关带，雨带的分布与中国夏季平均雨带相吻合. 由此，青藏高原季节冻融过程引起的水热变化是影响东亚气候的一个重要外源.