六盘山地区地壳重力均衡与隆升机制研究

<正>近年来很多学者对六盘山地区的隆起机制给出了不同的见解,为了探明这一问题,利用重力数据对六盘山地区的隆起机制进行研究。通过对该地区实测重力数据与模型重力数据的分析,发现六盘山地区的隆起主要是由于青藏高原东北缘的向外延伸而造成的。     

四川中西部地区地壳结构与重力均衡

汶川MS8.0地震的“孕育”、发生和发展是深部物质分异、调整和运移的产物.为此,在四川中西部地区（松潘—甘孜,龙门山断裂系和四川盆地）应用重力布格异常场资料并通过两条典型剖面的地壳厚度(Moho界面深度）分布与依据Airy均衡理论给出的理论均衡地壳厚度做对比分析,探讨四川盆地、龙门山造山带、邛崃山等川西地域的地壳均衡状态,得到龙门山及其以西地带的深部地壳结构.龙门山造山带恰处于很不均衡的状态,即与其西北和东南部相比差异明显,故地壳处于不稳定状态.为探讨该区重力场均衡与强烈地震活动之间的关系,还必须进行新一轮的高精度观测,以对该区深部精细结构、重力场效应和均衡补偿深入研究.此外,本文研究结果有益于震后确定城镇布局和为不同类型建筑物重建选址提供深部要素.     

攀西地区的重力均衡与地壳密度结构

攀枝花-西昌地区地处南北地震带,而且其中可能包含一个大陆裂谷带。因此研究该区的地壳均衡及密度分布具有重要意义。本文运用均衡响应函数的方法,由该区的布格重力异常和地形资料得出均衡响应函数,并依此反演了地壳和上地幔中补偿密度的分布。结果表明,该地区的地壳基本上已达到均衡,且用局部均衡模式较之区域均衡模式能更好地逼近实际资料。所得均衡深度约为40km,补偿密度主要分布在地壳中10至30km深度处,40km之下补偿密度基本为零。     

攀西地区的重力均衡与地壳密度结构

攀枝花—西昌地区地处南北地震带,而且其中可能包含一个大陆裂谷带。因此研究该区的地壳均衡及密度分布具有重要意义。本文运用均衡响应函数的方法,由该区的布格重力异常和地形资料得出均衡响应函数,并依此反演了地壳和上地幔中补偿密度的分布。结果表明,该地区的地壳基本上已达到均衡,且用局部均衡模式较之区域均衡模式能更好地逼近实际资料。所得均衡深度约为40km,补偿密度主要分布在地壳中10至30km深度处,40km之下补偿密度基本为零。     

利用接收函数研究六盘山地区地壳上地幔结构特征

利用六盘山地区宽频带流动地震台阵的远震体波记录,采用接收函数方法研究台阵下方的地壳上地幔结构,并采用接收函数振幅加权叠加方法对这一地区平均地壳厚度和泊松比进行估算.研究结果显示,青藏高原东北缘和鄂尔多斯的接触过渡带接收函数震相复杂,地壳变形强烈,青藏高原东北缘地壳平均厚度约为51.5km,六盘山下方地壳厚度在53.5km,鄂尔多斯西南缘地壳平均厚度约为50km,整个莫霍面呈下凹状.泊松比计算结果显示,六盘山东侧和西侧地壳泊松比值在正常范围内(0.25～0.26),六盘山下方的地壳泊松比值偏高(0.27～0.29),推测与地壳中存在部分熔融.泊松比值的横向变化,指示测线范围地壳物质组成和力学性质存在横向差异,反映在欧亚板块与印度板块碰撞作用影响下青藏高原下地壳物质存在向北东方向的流动.     

云南地区的地壳厚度及重力均衡补偿作用(英文)

本文以重力资料为主,参照人工地震测深资料计算云南地区的地壳厚度,分析了本地区地壳厚度分布轮廓及其特征、根据爱黎的均衡理论,计算出本地区的重力均衡地壳厚度,讨论了重力均衡补偿作用。又根据二者的差异及地壳厚度与人工地震测深结果的对比,研究了地壳上地幔的横向不均匀性。并对深部构造、重力均衡补偿作用与地震的关系进行了探讨。     

天水地区重力剖面测量结果与地壳结构

本文介绍了１９９０年期间在天水地区的重力剖面测量结果，以及用多层变密度直接反演法得到的该区地壳密度分层结构。结果表明，除近地表的沉积层外，该区地壳在纵向上可分为上、中、下三层，其各层的平均密度为２．６１、２．６６、２．８０ｇ／ｃｍ＾３，各层底面的平均深度分别为１６、２８、４５ｋｍ，且各层在横向和纵向上变化都比较剧烈。     

均衡重力异常和地壳表、浅层地质结构

从理论和试验角度论证了利用均衡重力异常研究地壳表、浅层地质结构的可行性,从而指出:所有合理的地壳均衡模型产生的均衡效应几乎是一样的;地壳均衡模型类型和模型参数的变化,仅使均衡改正值在长波长上发生很小变化,而对均衡重力异常的局部异常影响不大;均衡重力异常与地壳表、浅层地质结构具有明显的对应关系。因此,利用均衡重力异常研究地表和地壳浅层地质结构,以选择简单的地壳均衡模型为好。本方法的优点是不受地形格架影响,便于进行广泛对比和定量研究     

重力反演关中~陕南地区地壳结构

在总结地震监测和分析大量地震活动之后,人们逐渐认识到,发生在地壳内的地震,不仅取决于地壳上部构造,也和深部构造有关。     

喜马拉雅地区的均衡重力异常与地震活动性

根据1950—1975年的地震资料,用地震迭加法绘制了喜马拉雅中、东部地区地震活动性图。并与该地区均衡重力异常进行定量比较。结果表明:在喜马拉雅地区地震活动性随均衡重力异常下降(上升)而增强(减弱),大的负均衡重力异常往往与高地震活动性有关。较强的地震活动通常出现在均衡重力异常水平梯度变化较大的地区,缅甸西北地区地震释放的能量为喜马拉雅中部地区的二倍,结合该地区大地构造,探讨了造成高地震活动性和均衡重力异常的可能原因。     

应用布格重力异常研究太行山地区地壳密度结构

在深地震测深(DSS)资料约束下,使用做过地形校正的重力资料对太行山山前地区的深部构造进行研究.在4条测线上通过分层剥离的方法分别得到沉积层和莫霍面的空间图像以及深部密度界面的形态分布特征.研究结果表明,在太行山山前断裂带两侧地壳结构明显不同,西面高原地区沉积层较薄,平均在4 km以下;东侧华北平原地区多数在5 km以上,且起伏剧烈,对应于华北平原地区一系列次级的凹陷与隆起构造.莫霍面和康氏面在两侧均相对平缓,康氏面从东部的大约18 km增加到西北部山区的28 km左右;莫霍面深度从东南侧平原地区的大约34 km左右向西北侧埋深陡然增加到42～43 km.太行山断裂带表现为太行山重力梯级带,并在太行山山前地壳内各界面均发生错断,莫霍面和康氏面错断距离达4～5 km,这还证明太行山山前断裂带的确是深大断裂.     

青藏高原均衡重力异常研究

根据重力异常图等有关资料，研究了青藏高均衡重力异常的分布特征与地质构造、地壳新构造运动产间的关系，结果表明：（１）高原内各块体的均衡状太民并不均一，而且异常幅值大小与地壳的相对隆起或沉程度相关；（２）高原均衡异常同强地震分布有较密切联系。     

龙门山断裂系及邻区地壳重力均衡效应与汶川地震

龙门山断裂系位于松潘-甘孜山地与成都盆地平原之间,地形高差达3500±500 m.根据重力资料给出四川中西部成都盆地、龙门山、邛崃山区、松潘等川西山地(102°E～105°E,30°N～33°N)的地壳厚度(Moho界面深度)分布.为了探究汶川大地震孕育与发生的原因,将其与据艾里(Airy)大陆均衡理论给出的理论均衡地壳厚度进行对比分析,以探讨该地区的地壳均衡状态.研究结果表明:龙门山断裂带系及以西地区深部地壳是处于很不均衡的状态.为了深化认识重力均衡与大地震的相关性,尚需对该地区深部结构与地壳重力均衡效应作精细研究.同时,本文上述研究结果亦有益于震后确定城镇布局和为不同类型建筑物重建选址方面提供深部要素.     

均衡重力异常与地震关系研究简介

本文简要介绍了均衡重力异常与地震关系的研究。在简述了四种均衡假说之后,着重介绍了我国和苏联、日本,印度开展均衡重力异常与地震关系研究的情况及其取得的初步结果。     

六盘山断裂带及其邻区地壳结构

新生代期间,中国大陆西部受印度—欧亚板块碰撞和青藏高原隆升影响,以地壳缩短、增厚、陆内造山和强烈地震活动等为主要特征.在青藏高原东北边缘,高原物质侧向移动被鄂尔多斯地块所阻,在六盘山地区发育了一系列左旋斜冲断裂.断裂带周缘构造变形强烈,地震活动频繁,是研究青藏高原横向扩展控制大陆内部弥散变形的理想场所.本文对穿越青藏高原东北缘—六盘山断裂带—鄂尔多斯地块的宽角反射与折射地震资料使用层析成像和射线反演算法进行成像,获得了研究区地壳速度结构模型,其结果反映出六盘山断裂带两侧地壳结构、构造特征差异显著：1）上地壳层析成像结果显示鄂尔多斯盆地一侧地壳上部速度较低,等值线呈近水平状,具有典型的沉积盆地特征,而青藏高原东北缘一侧上地壳速度相对较高,横向变化剧烈,呈褶皱状,二者的分界为海原—六盘山逆冲走滑断裂;2）全地壳射线反演结果显示鄂尔多斯地块地壳速度梯度大,下地壳底部速度高由铁镁质物质组成,具有典型稳定古老克拉通的特征,青藏高原东北缘地壳速度总体较低,主要由长英质及长英-铁镁质过渡物质组成,具有典型造山带的特征,而六盘山断裂带下方地壳速度结构复杂,层面呈拱形,部分层出现速度逆转,为两个构造单元的接触过渡带;3）青藏高原东北缘一侧地壳厚度~50 km,鄂尔多斯地块地壳厚度~42 km,六盘山断裂带下方莫霍面发生叠置,揭示出青藏高原东北缘、鄂尔多斯地壳在六盘山下汇聚,较薄且刚性的鄂尔多斯地壳挤入较厚且塑性的青藏高原东北缘地壳中的构造模式.

     

重力均衡与天山的构造运动

通过分析重力异常的特征，并结合地壳上地幔的物质结构，研究了天山地区的重力作用和结构力源，探讨了重力均衡补偿与现代构造运动的联系，对未来构造活动的趋势做出判断。一些迹象表明，除了板块之间的水平作用力以外，地幔热物质的上涌也是影响天山地区构造活动的原因之一。     

华北地区热均衡、重力均衡与深部构造

本文基于最新的全球重力场模型TopexV18.1数据,在区域背景尺度下,计算了华北地区的区域布格重力异常,并反演了Moho面分布特征;在此基础上结合区域地热流测量数据,讨论重力均衡和热均衡调整过程对现今地形的影响;最后,结合已有的速度结构模型和岩石圈热参数,对10个次级块体单元的热均衡特点开展了综合对比研究.研究结果表明:华北地区构造块体单元之间由于克拉通底部受到不同程度的破坏,不仅深部构造特征差异性明显,而且其构造热均衡特点也不尽相同.根据平均地震波速去掉重力均衡作用后恢复的高程-热流关系表明,均衡作用对于现今地形的改造作用十分显著,但根据该方法对燕山隆起和冀中坳陷两个块体的恢复效果不明显.     

重力变化与地壳形变、地下水关系的研究

地震预报的实践发现,重力变化地区有时并没有地震发生或地震震级与重力变化量不符.其主要原因是与地形变、地下水有关.用弹性理论和动力学理论研究了测点高程变化、密度变化和质量迁移伴随的重力效应及其与地壳活动的关系,探讨了地壳垂直形变、地下水、降水量与重力变化关系,研究其影响量级、时间和方式、以获得与地震直接有关的重力前兆.理论与实践证明,抽取地下水或开采油田引起地壳形变与重力变化呈线性关系.提出了不同含水层对重力的作用和影响也不同.潜水是引起重力变化的主要因素,其次是降水量导致土壤湿度对重力的影响,承压水在无抽水情况下,它的升降对重力几乎没有什么影响.从华北及西南地区的重力观测资料入手,验证了理论与实践的一致性.      

青藏高原东西向差异形变与隆升机制

高精度布格重力异常约束下的三维空间域挠曲形变模拟显示,大约以90°E为界,青藏高原东、西两部分的岩石圈强度存在明显的差异.在90°E以东,岩石圈有效弹性厚度为35~45 km,该岩层厚度可使刚性的上地壳与上地幔岩石通过中下地壳柔塑性地层的黏滞流动产生构造解耦;地壳处于区域均衡状态,下地壳热物质的流动膨胀是地壳隆升的主控要素.而在90°E以西,断裂带严重削弱了该区域的岩石圈机械强度,岩石圈有效弹性厚度小于15 km,向西逐渐减小,至喀喇昆仑断裂带变为零,断裂切穿莫霍面进入地幔,发生纯剪切构造形变;这里的地壳接近局部均衡,厚皮逆冲是地形隆升的主要因素.震源深度大于80 km的地幔地震大多发生在青藏高原西部,其岩石圈深部具有的脆裂特征很好地支持了岩石圈机械强度模拟的结果.