利用接收函数研究鄂尔多斯东缘地壳上地幔结构

       由1876个远震三分量P波地震图组成的数据集,取自布置于鄂尔多斯-太行山一线的宽频带流动台站。通过阵列反 卷积方法,得到地下界面响应的接收函数,并通过共转换点偏移叠加得到地下结构的图像。图像显示,从鄂尔多斯至渤海 湾盆地地壳厚度总体上逐渐变薄,Moho面总体呈小角度向西倾斜。鄂尔多斯块体中部地壳最厚,达到52 km,向东到鄂尔多 斯边缘,地壳厚度减小至43 km。太行山至渤海湾盆地地壳厚度从45 km减小至37 km。山西地堑下方Moho面上隆,和两边的 Moho面相比,抬升8~10 km,且其Moho面的上隆和新生代地堑的凹陷呈镜像关系。     

青藏高原地热资源与地壳热结构

青藏高原具有独特的地壳结构和高热背景。南部的喜马拉雅地块属于"热壳冷幔"型,拉萨-冈底斯地体属于"热壳热幔"型地块,该区域内中地壳范围内存在一低速高导层,可能为部分熔融岩浆囊,形成了规模宏伟的地热带。高原水热活动带主要出露在喜马拉雅-冈底斯-念青唐古拉之间,>25℃的水热区有283处,>80℃的沸、热泉有近40处。著名的羊八井高温热储地热田,已经建成装机容量达25.18 MW的地热电站,为拉萨输送了大量电力,地热资源在高原能源结构中占有重要的地位,具有巨大的开发前景和价值。      

相位加权叠加方法在探测鄂尔多斯东南缘地壳结构中的应用

本文利用在鄂尔多斯东南缘地区宽频带流动地震台阵记录的远震数据,提取各台站的接收函数,并利用相位加权方 法进行单台多震叠加、H -κ叠加以及共转换点叠加,获得了研究区莫霍过渡带的深度及其变化趋势。研究结果显示,莫霍的 深度由鄂尔多斯块体往东南方向逐渐变浅,在不同区域莫霍具有不同的特征：鄂尔多斯的莫霍深度在42~38 km;渭河-山 西地堑的莫霍出现约3 km的上隆;熊耳-伏牛山的莫霍深度在35~33 km;河淮盆地的莫霍形态比较复杂。相位加权叠加方 法能有效地压制相关性不好的噪音,在部分受噪音及沉积层多次波干扰的台站记录中,对突出莫霍的转换波Ps震相有很大 的帮助。     

青藏高原地区地壳—上地幔结构与巨厚地壳的形成

基于在青藏高原地区所进行的地壳与上地幔的爆炸地震探测资料;雅鲁藏布江以南和以北两条近东西向纵剖面(长约1000km左右),近南北向纵剖面(长约1200km左右),通过计算与分析,给出了青藏高原地区地壳与上地幔结构、速度分布的综合立体剖面图,发现地壳中存在著两个低速层,雅鲁藏布江是一条近于陡立的略向南倾的深大断裂带。地壳结构不论在纵向与横向都是不均匀的,最后探讨了大陆板块碰撞与巨厚地壳的形成。     

祁连山中部地壳各向异性研究:来自远震接收函数的证据

青藏高原的隆升由印度-欧亚板块的碰撞而驱动,其生长演化,特别是从内到外的扩展机制仍尚存争议。祁连山地处青藏高原向东北扩展的前缘位置,其地壳结构与各向异性对于理解青藏高原向北扩展的生长机制具有重要意义。祁连山中部是青藏高原东北缘地壳遭受挤压强烈变形的区域,已有的研究已经揭示出地壳内部非耦合不均匀变形的几何行为,揭露其对应机制是亟待探索的前沿科学问题。此前该区域的各向异性研究大多基于面状台网数据,台站间距大,无法反映横跨祁连山地壳各向异性的精细变化。为此,本研究选用一条密集线性地震台阵,使用H-κ-c叠加方法,得到了横过祁连山中部的地壳厚度,泊松比以及地壳各向异性的横向变化。结果显示,在中祁连以及南祁连北部地壳厚度最大,平均泊松比最低,反映了地壳加厚过程中铁镁质下地壳的丢失以及长英质中上地壳的水平缩短。此外,偏长英质成分的泊松比值也不支持地壳流在该区域存在。在祁连山内部,地壳各向异性快波的偏振方向与地壳向外扩展方向一致,而与地幔各向异性快波方向近垂直,揭示了壳幔变形可能是解耦的。而在地壳较薄的南祁连和北祁连南部区域,快波方向与古缝合线的走向一致,说明早古生代的构造格局仍对现今的祁连山缩短隆升产生影响。     

新疆富蕴--库尔勒剖面接收函数方法获得的地壳上地幔结构成像

利用远震接收函数方法处理宽频地震探测数据获得富蕴-库尔勒剖面地壳上地幔结构转换波成像.中天山南缘断裂下方自南向北Moho转换界面具有向北倾斜的特征,且此转换界面有间断,深度逐步由50 km加大到60～70 km.北天山北缘断裂北部下方相对连续的转换界面明显以较小的幅度向南俯冲延伸到80～90 km深度.中天山南缘断裂到乌鲁木齐之间,除间断、斜交和叠置的Moho转换界面外,还可见其他转换界面.乌鲁木齐以北,进入准噶尔盆地Moho转换界面相对平缓深度在50 km上下,最深处靠近天山附近.天山Moho面的加深、重叠以及地震发生的深度表明本区天山构造活动较强,天山的山根深度近100 km.相对于天山西段本区南北向的推挤作用明显减弱.     

花岗岩部分熔融及其对青藏高原南部地壳速度结构的约束

青藏高原南部地壳平均速度偏低和壳内广泛存在低速层是地壳物质组成、岩石物性状态和温度压力等综合因素在岩石弹性性质上的表现。依据岩石物理学和部分熔融实验获得的青藏高原南部地壳岩石弹性参数和熔体分布的结构信息,本文模拟青藏高原南部地壳岩石在不同的地温梯度条件下波速和密度随深度的变化,从而为探讨青藏高原南部地     

青藏高原东南部地壳导电性结构与断裂构造特征——下察隅-昌都剖面大地电磁探测结果

根据2004年在青藏高原东南部完成的下察隅—昌都(1000线)宽频带大地电磁探测剖面数据研究高原东南部地壳导电性结构及断裂构造特征,这有助于推进印度与亚洲岩石圈碰撞、俯冲构造模式的研究。研究结果表明,沿剖面上地壳大范围分布的是规模不等的高阻体,电阻率大约在90～3000Ω.m,厚度由南向北增加,底界面的深度大约在5～30km变化。高阻层之下发现由不连续高导体构成的中地壳低阻层,其电阻率小于10Ω.m;其结构与青藏高原中、西部的壳幔高导体相似,但规模小得多,底面埋深也浅得多。沿剖面的上地壳存在多组规模不等、产状不同的横向电性梯度带或畸变带,它们反映了沿剖面地区地壳的断裂分布。通过与该区高精度重力资料对比,在重要的电性梯度带上,均存在布格重力低异常和负重力均衡异常。结合区域地质资料分析推断了嘉黎—然乌、班公—怒江和甲桑卡—赤布张错等主要断裂构造带的空间格局。     

中国东南部花岗岩成因与地壳演化

中国东南部不同时代花岗岩类的分布十分广泛 ,各类花岗岩的出露面积达 2 0 0 0 0 0km2 以上。其中 ,前侏罗纪花岗岩大部分具有较低的ε(Nd ,t)、较高的Ni(87Sr) /Ni(86Sr)和较古老的Nd模式年龄 ,相似于周围的前寒武纪基底变质岩。因此 ,它们的主体属壳源型 ,其成因可能主要同华夏地块与扬子地块之间的多次碰撞拼贴有关 ,由当时被加厚的地壳在降压条件下部分熔融形成。燕山期花岗岩在中国东南部分布最广。其中 ,呈东西向展布的燕山早期花岗岩 (南岭花岗岩 )被认为是与印支运动有联系的后造山花岗岩组合 ,多数具壳源型特征。而主要分布于东南沿海的燕山晚期花岗岩则不同 ,它们具有较高的ε(Nd ,t)、较低的Ni(87Sr) /Ni(86Sr)和相对年轻的Nd模式年龄 ,反映其源区中含有较多的地幔组分。它们的形成可能同太平洋板块俯冲、玄武岩浆底侵以及由此引起的地壳深熔和壳幔混合有关。根据花岗岩的Nd模式年龄以及地壳岩石中继承锆石U Pb年龄 ,认为中国东南部地壳具幕式生长特征 ,古—中元古代为主要的生长期。     

利用接收函数研究重庆及周边地区地壳结构

利用中国地震台网33个台站记录的远震资料,采用接收函数扫描法和线性反演方法,对重庆及其邻区的壳幔速度结构进行了研究,获得了研究区内地壳厚度、Vp/Vs以及壳幔速度的分布特征。研究结果表明:重庆区域地壳厚度最厚为CHK台站,为50.4km;最薄为ROC台站,为38.5km;中部地区厚度为41～45km。在所设定测线A—A'上,莫霍面有一定起伏,四川盆地处浅层速度偏低,在WUL台处发现台站下方8～10km处有低速异常,推断这个很薄的低速区很可能是导致川东薄皮褶皱构造的滑脱面。     

CRUSTAL STRUCTURE IN EASTERN REGION OF QINGHAI—TIBET PLATEAU

CRUSTAL STRUCTURE IN EASTERN REGION OF QINGHAI—TIBET PLATEAU     

利用天然地震震相探讨阿尔金地区地壳结构

本文利用阿尔金地区的宽频地震数据,对布设在该区的１０个宽频地震台站用接收函数方法进行了速度结构反演,反演的初步结果发现,若至花土沟剖面在２０ｋｍ深度处有一条厚度达５～１０ｋｍ的低速带断续出现,莫霍界面呈台阶状展布,北部浅,南部深;塔里木盆地南缘的地壳厚度为４０～４２ｋｍ左右;在阿尔金南,北缘断裂两侧台站下方莫霍深度的错断约６．５～８ｋｍ,在柴达木盆地北缘,莫霍面的深度达５０ｋｍ以上,Ｓ波速为４．５     

阿尔金断裂带附近地壳结构的接收函数成像及其地球动力学意义

利用中法1995年布设在跨过阿尔金断裂剖面上的18个流动三分量地震台站记录到的近5个月的天然地震记录,经筛选得到533个高质量接收函数。通过速度分析和接收函数成像处理,得到了阿尔金断裂附近地壳结构的清晰图像。塔里木盆地的Moho界面非常清楚,近水平地位于~44km深度上。该界面以低缓的角度一直向南延伸到了阿尔金断裂附近的~70km的深度。阿尔金断裂以南柴达木盆地下面的Moho界面也十分清楚,近水平地位于~55km的深度上,在阿尔金断裂附近存在向上挠曲,并抬升到了~45km的深度上。在阿尔金断裂下方,Moho界面存在~15km的错断。塔里木盆地Moho之下还存在另一个震相,我们解释为沉积层多次波与可能来自Hales间断面转换波的复合震相。接收函数成像结果表明阿尔金断裂是一个超壳的岩石圈断裂,具有比较直立的产状和很狭窄的剪切变形带。根据这些结果,我们推测塔里木的下地壳可能要比柴达木的下地壳更硬,柴达木地壳增厚的原因可以部分归结于它有一个相对弱的下地壳,青藏高原隆升没有扩展到塔里木盆地是因为塔里木盆地具有更刚性的下地壳和岩石圈地幔。高原北部地壳变形应该是所谓青藏高原隆升的“硬”变形模式(Tapponnieretal...     

Crustal Structure of the Chuan-Dian Block Revealed by Deep Seismic Sounding and its Implications for the Outward Expansion of the East Tibetan Plateau

The Chuan-Dian Block (CDB) is located in the southeastern margin of the Tibetan Plateau, with a complex geological structure and active regional faults. The present tectonic condition with strong crustal deformation is closely related to the ongoing collision of the India and Eurasia plates since 65 Ma. The study of the crustal structure of this area is key to revealing the evolution and deep geodynamics of the lateral collision zone of the Tibetan Plateau. Deep seismic sounding is the most efficient method with which to unravel the velocity structure of the whole crust. Since the 1980s, 19 deep seismic sounding profiles have been captured within the CDB area. In this study, we systematically integrate the research results of the 19 profiles in this area, then image the 3D crustal velocity, by sampling with a 5 km spacing and 2D/3D Kriging interpolation. The results show the following. (1) The Moho depth in the study area deepens from 30 km in the south to 66 km in the north, whereas there is no apparent variation from west to east. The Pn wave velocity is higher in stable tectonic units, such as 7.95 km/s in the Lanping-Simao block and 7.94 km/s in the western margin of the Yangtze block, than in active or mobile tectonic units, such as 7.81 km/s in the Baoshan block, 7.72 km/s in the Tengchong block and 7.82 km/s in the Zhongdian block. (2) The crustal nature of the Tengchong block, the northern Lanping-Simao block and the Zhongdian block reflects a type of orogenic belt, having relatively strong tectonic activities, whereas the crustal nature of the central Lanping-Simao block and the western margin of the Yangtze block represents a type of platform. The different features of the upper-middle crust velocity, Moho depth and Pn wave velocity to both sides of the Red River fault zone and the Xianshuihe fault zone, reflect that they are clearly ultra-crustal. (3) Based on the distribution of the low velocity zones in the crust, the crustal material of the Tibetan Plateau is flowing in a NW–SE direction to the north of 26°N and to the west of 101°E, then diverting to flowing eastwards to the east of 101°E.     

Three-Dimensional S-Wave Velocity Structure in Eastern Tibet from Ambient Noise Rayleigh and Love Wave Tomography

We apply ambient noise tomography to continuous three-component broadband seismic data between January 1,2008 and December 31,2008 from the regional networks of 76 stations de-ployed by China Earthquake Administration.Ambient noise cross-correlations were performed to produce the Green's functions of each station-pair.Within the period from 6 to 50 s,Rayleigh and Love wave dispersion curves were measured using the multiple filter analysis method.Then three-dimensional(3-D) S-wave velocity structures from th...     

Constraining the mid-crustal channel flow beneath the Tibetan Plateau: data from the Nielaxiongbo gneiss dome,SE Tibet

Gneiss domes involving the South Tibetan Detachment System provide evidence for crustal extension simultaneous with shortening. The Nielaxiongbo gneiss dome is composed of a metamorphic complex of granitic gneiss, amphibolite, and migmatite; a ductilely deformed middle crustal layer of staurolite- or garnet-bearing schist; and a cover sequence of weakly metamorphosed Triassic and Lower Cretaceous strata. The middle crust ductilely deformed layer is separated from both the basement complex and the cover sequence by lower and upper detachments, respectively, with a smaller detachment fault occurring within the ductilely deformed layer. Leucogranites crosscut the basement complex, the lower detachment, and the middle crustal layer, but do not intrude the upper detachment or the cover sequence. Three deformational fabrics are recognized: a N–S compressional fabric (D₁) in the cover sequence, a north- and south-directed extensional fabric (D₂) in the upper detachment and lower tectonic units, and a deformation (D₃) related to the leucogranite intrusion. SHRIMP zircon U–Pb dating yielded a metamorphic age of ～514 million years for the amphibolite and a crystallization age of ～20 million years for the leucogranite. Hornblende from the amphibolite has an ⁴⁰Ar/³⁹Ar age of 18 ± 0.3 million years, whereas muscovites from the schist and leucogranite yielded ⁴⁰Ar/³⁹Ar ages between 13.5 ± 0.2 and 13.0 ± 0.2 million years. These results suggest that the basement was consolidated at ～510 Ma and then exhumed during extension and silicic plutonism at ～20 Ma. Continuing exhumation led to cooling through the 500°C Ar closure temperature in hornblende at ～18 Ma to the 350°C Ar closure temperature in muscovite at ～13 Ma. The middle crustal ductilely deformed layer within gneiss domes of southern Tibet defines a southward-extruding ductile channel, marked by leucogranites emplaced into migmatites and amphibolites. We propose a model involving thinned upper crust for the initial extension of the Tibetan Plateau in the early Miocene.     

青藏高原北缘深部地壳结构特征及其形成机制探讨

柴达木盆地－祁连山地区位于青藏高原北缘，同青藏高原主体一样，该区具有多层地壳结构特征，并普遍出现壳内低速层，地壳厚度是华北及华南地区的2倍以上。其形成可能与地壳的横向挤压缩短及幔源物质的底侵作用有关。随着底侵作用增强，地壳厚度加大，岩石圈厚度则越趋于减薄，地壳上部表现为拉张，下部发生壳幔深熔及幔源流体的交代作用，从而导致了地壳低速层，地热和浅源地震的发育。同时，这也是青藏高原出现热壳冷幔的原因之一。     

喜马拉雅造山带东段错那裂谷的地壳结构

喜马拉雅造山带由印度与欧亚大陆板块的陆陆碰撞而形成。为何在挤压造山的碰撞前缘形成代表垮塌的藏南裂谷系存在巨大的争议。回答这个问题需要对裂谷的地壳结构有一个全面的认识。各裂谷带的起始活动年代自西向东逐渐年轻。本研究选取喜马拉雅东部较为年轻的错那裂谷,利用密集台阵接收的远震数据,通过P波接收函数方法,揭示错那裂谷的精细地壳结构,进而通过地壳结构分析裂谷的形成。结果显示错那裂谷为全地壳尺度结构,裂谷下方莫霍面发生明显错断,且壳内结构侧向不连续发育显著。本研究表明裂谷的形成可能关联更大尺度的区域构造运动,单一的重力垮塌是否能形成地壳尺度的裂谷需要进一步研究。综合前人对藏南裂谷系区域的超钾岩和埃达克岩研究以及深部地球物理观测结果,推断因俯冲的印度板片撕裂导致软流圈物质上涌弱化了错那裂谷区域下地壳,并且结合研究区内喜马拉雅淡色花岗岩研究显示中上地壳也存在弱化现象。因此,结合本研究结果推测全地壳尺度裂谷的形成需要不同深度的地壳弱化。