青藏高原北缘重力场特征与深部地壳构造

以老茫崖—阿尔干和格尔木—额济纳旗 2条 1∶5 0万实测重力剖面数据为基础 ,研究了青藏高原北缘的重力场特征 ,划分了 5个地质构造单元 ,计算并分析了研究区Airry均衡异常 ,推测阿尔金断裂带和北祁连断裂带为青藏高原北缘的动力边界。     

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。      

青藏高原刻痕与地壳分层构造

本文针对青藏高原的科学问题,讨论多尺度刻痕分析结果的地质和大地构造含义。区域重力场小波多尺度刻痕分析方法可应用于刻画地壳分层的三维密度结构和构造变形带,取得的反映上、中和下地壳结构的3套图件,为研究地壳构造和物质运动提供了有深度标定的定量的约束。方法应用到青藏高原后,研究结果表明上地壳结晶基底的图件与地表观察的地质构造吻合图件,而得出的中、下地壳图件提供了地表观察难以准确辨识的大量信息。例如,青藏高原内密度较高的地体包括喜马拉雅地体、克什米尔地体、察隅河地体、柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体。柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体是青藏高原中有壳根的核,而密度最高的克什米尔和察隅河地体在大陆碰撞时不易碎裂,对东西两个构造结的形成起了关键作用。青藏高原地壳大尺度强烈的低密度扰动反映了下地壳流的源区或者侧向挤出管道流,下地壳流可分为垂向管道流和侧向管道流两种。反映地壳变形带的脊形化参数图标明了现今地壳不同深度构造的位置,这些包括古地体拼合缝合带、古俯冲变形带、走滑剪切变形带等。结合边界刻痕参数图,可以绘制出中、下地壳构造图。     

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。     

青藏高原北缘重力场研究

根据实测阿尔干—老茫崖、格尔木—额济纳旗两条重力剖面获得的资料,研究了青藏高原北缘重力场特征。划分出5个二级构造单元及11条较大断裂,计算并分析了研究区内Airy重力均衡异常与新构造运动的关系。利用重震联合反演结果,浅析了地壳—上地幔构造及密度分布特点,指出研究区内莫霍界面最深处在青海哈拉湖地区,达65km,新疆阿尔干最浅,只有39km。推测北祁连褶皱带中的中祁连断裂及阿尔金断裂系是青藏高原块体的北界。     

东非大裂谷的地壳和上地幔密度结构

利用卫星重力场数据和小波多尺度分析方法对东非大裂谷进行三维密度结构成像,取得了东非大裂谷地壳和上地幔多个深度等效层上的密度扰动图像,为东非大裂谷岩石圈结构和动力学的研究提供了重要佐证。结果表明,东非大裂谷中段的西支裂谷与东支裂谷的幔源熔体同源,但是西支裂谷发育较不充分、形成较晚。东非大裂谷的动力学模式为熔流体上涌的树形分叉模式,其要点包括：① 低密度流体在软流圈大面积上涌;② 流体在岩石圈继续上涌,部分转化为基性岩浆岩,平面面积缩小;③ 进入地壳后上涌熔流体分叉成多支,平面总面积进一步缩小; ④ 熔流体上涌到上地壳后仅在裂谷带活动,反映为火山链和玄武岩带。     

东非大裂谷的地壳和上地幔密度结构

利用卫星重力场数据和小波多尺度分析方法对东非大裂谷进行三维密度结构成像,取得了东非大裂谷地壳和上地幔多个深度等效层上的密度扰动图像,为东非大裂谷岩石圈结构和动力学的研究提供了重要佐证。结果表明,东非大裂谷中段的西支裂谷与东支裂谷的幔源熔体同源,但是西支裂谷发育较不充分、形成较晚。东非大裂谷的动力学模式为熔流体上涌的树形分叉模式,其要点包括：① 低密度流体在软流圈大面积上涌;② 流体在岩石圈继续上涌,部分转化为基性岩浆岩,平面面积缩小;③ 进入地壳后上涌熔流体分叉成多支,平面总面积进一步缩小; ④ 熔流体上涌到上地壳后仅在裂谷带活动,反映为火山链和玄武岩带。     

利用接收函数方法研究青藏高原东南部地壳结构

青藏高原东南部作为板块碰撞的前缘地带一直是地球科学研究的热点,为了揭示碰撞前缘地带地壳结构特征,作者 利用布设在中国青藏高原东南部的38个宽频带流动台站记录的2487条远震P波接收函数,采用接收函数CCP叠加（共转换点 叠加）和H-κ叠加两种方法获得了研究区域详细的地壳厚度图像和泊松比值。研究结果显示：两种方法获得的地壳厚度特征 具有较好的一致性;青藏高原东南部地壳厚度存在明显的东西差异和南北差异;喜马拉雅构造区内莫霍面深度变化较大, 介于65~80 km之间;拉萨地体内莫霍面深度介于72~80 km之间;雅鲁藏布缝合带两侧地壳厚度突变,缝合带北侧和南侧地 壳厚度相差约8 km。研究区域平均泊松比值较小,为0.24,和大多数造山带泊松比偏低的特征类似。研究区域中下地壳广 泛存在强转换界面,该界面可能对应中下地壳高速层的上界面,埋深40~70 km,表明壳内发生深熔或部分熔融作用,导致 壳内发生重力分异,在中下地壳形成了高速薄层。     

从卫星重力资料看中国及邻区地壳密度结构

本文应用小波多尺度分析等信息提取新方法,从地球重力场模型(EGM2008)经各项校正得到的中国及邻区卫星布格重力异常中提取和反演了中国及邻区上、中、下地壳的密度信息,揭示了区域地壳三维密度结构。下地壳低密度扰动主要出现在青藏高原和华南沿海到对马海峡一带,其它地区多现较高密度扰动。所有克拉通地体密度在中下地壳都是高密度的。中下地壳低密度扰动带可分成四类:(1)出现在板块边界的低密度扰动条带,(2)出现在中国西部挤压构造有关的山脉下方,(3)与拉张走滑构造有关的构造带,(4)和与大陆内部板内造山有关的构造带。上地壳结晶基底的低密度扰动可出现在显生宙造山带和未充分发育的大陆裂谷。碰撞俯冲造山带以地壳低密度大厚度为特征,但是板内造山带不同,以地壳局部高密度中厚度为特征,局部高密度反映了中基性结晶岩的存在,莫霍面上拱反映了中基性岩浆侵入。板内拉张裂谷带上地壳基底密度局部低、中地壳低速带发育反映拉张区的流体活动,而下地壳反射体发育、莫霍面变厚成层反映拉张区的玄武岩浆底侵。由于卫星重力测量资料分辨率毕竟有限,对中国东部地区还未能给出关于中地壳密度扰动的细节,还必须开展地面重力测量资料的小波多尺度分析。     

基于结构模型的磁性基底反演

常规磁性基底反演方法往往忽略基底磁性变化采用常磁化强度模型,这里分析了其中的局限性,提出了先构建相关搜索重磁三维定量反演技术的变磁化强度模型,然后通过Parker界面反演算法进行基底反演.其中,对反演磁化强度所需磁异常分离采用了小波变换方法,并分析了该方法的关键技术和措施.通过利用该方法对某工区进行了实际资料处理后,得到较好效果.     

Characteristics and Tectonic Significance of the Gravity Field in South China

Based on gravity data processed with the matched filter, depth continuation and horizontal gradient we obtained the spatial distribution of the gravity field and made analyses of the tectonic framework of South China. Then, inversion was conducted for the depth to study the depth variation of the boundary between the crust and upper mantle, namely the Mohorovicic discontinuity (Moho). The results demonstrate that the Moho depth in South China ranges from 30 to 40 km, and the crust thins from west to east, 27-29 km under the continent margin and shallow sea. We think it possible that the Tanlu fault crosses the Yangtze River and extends southwards along the Ganjiang and Wuchuan-Sihui faults to the South China Sea, and that there is an E-W hidden structural belt along 24.5°-26°.     

青藏高原新生代火山作用与构造演化

青藏高原的新生代火山作用是印度-亚洲大陆碰撞的火山响应,它显示了系统的时、空变化。随着印度-亚洲大陆碰撞从~65 Ma的接触-碰撞(即"软碰撞")转变到~45 Ma的全面碰撞(即"硬碰撞"),火山作用也逐渐从钠质+钾质变为钾质-超钾质+埃达克质。65~40 Ma的钾质和钠质熔岩主要分布于藏南的拉萨地块,少量分布于藏中的羌塘地块。从45~26 Ma,在藏中的羌塘地块中广泛发育钾质-超钾质熔岩和少量埃达克岩。随后的碰撞后火山作用向南迁移,在拉萨地块中产生~26~10 Ma间的同时代超钾质和埃达克质熔岩。尔后,从~18 Ma始,钾质和少量埃达克质火山作用重新向北,在西羌塘和松潘-甘孜地块中呈广泛和半连续状分布。此种时-空变异对形成青藏高原的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:已消减的新特提斯大洋板片的回转、断离及随后增厚拉萨岩石圈根的去根作用,及因此而造成的印度岩石圈向北下插。青藏高原的隆升是自南向北穿时发生的。高原南部被创建于渐新世晚期,并保持至今;直到中新世中期,由于下插印度岩石圈的持续向北推挤,西羌塘和松潘-甘孜岩石圈的下部开始塌陷和拆离,高原北部才达到其现今的高度和规模。     

青藏高原东北缘现今构造变动与地震活动特征

笔者利用青藏高原东北缘20世纪70年代以来的精密水准网和跨断层流动形变网监测资料和近10a来高精度GPS观测结果,结合地质构造和地震活动,研究和探讨了该区现今构造变动和强震活动的一些特征和初步机理。结果表明：①研究区现今构造变动具有空间分布的不均一性和随时间演化的非平稳性,其总体趋势呈现为新构造时期以来的继承性;②构造变动过程中的快速隆升异常区和与之相伴生的高梯度变形带、以及显著地断层活动异常,是较强地震孕育的标志,地震往往发生在具有较高应变积累的区域附近;③印度板块对青藏高原的强烈挤压是该区构造变动与地震活动的主动力环境;构造变动和地震与块体活动及区域构造应力场变化密切相关。     

Active Faulting Pattern,Present-day Tectonic Stress Field and Block Kinematics in the East Tibetan Plateau

This paper examines major active faults and the present-day tectonic stress field in the East Tibetan Plateau by integrating available data from published literature and proposes a block kinematics model of the region.It shows that the East Tibetan Plateau is dominated by strike-slip and reverse faulting stress regimes and that the maximum horizontal stress is roughly consistent with the contemporary velocity field,except for the west Qinling range where it parallels the striking of the major strike-slip...     

基于DEM地形特征因子的青藏高原东北缘宁南弧形断裂带活动性分析

宁南弧形构造带作为青藏高原东北缘的活动构造带之一,区域上处于鄂尔多斯地块、阿拉善地块与青藏高原3个构造单元的汇聚区域。新生代以来作为青藏高原北东向扩展增生的前缘部分,经历了多期强烈构造变形,塑造了现今向北东突出的4条弧形断裂带,即海原断裂带、香山-天景山断裂带、烟筒山断裂带与罗山-牛首山断裂带。基于SRTM-DEM（90m）数据的地貌信息分析,定量化地提取宁南盆地4条弧形断裂带相关的42个汇水盆地的地形特征因子,包括面积-高程积分（HI）、盆地形状指数（Bs）,以及3个次级流域盆地的不对称度（AF）和断裂带控制山前的曲折度（Smf）。综合分析表明,这4条断裂带控制汇水盆地的面积高程积分HI平均值分别为0.42、0.39、0.34和0.25;盆地形状指数Bs值分别为2.45、2.29、1.82和1.62;4条断裂带控制山体的山前曲折度Smf平均值分别为1.74、2.15、3.72和2.08。4条弧形断裂带的活动性强弱依次为海原断裂带、香山-天景山断裂带、烟筒山断裂带和罗山-牛首山断裂带,也证实弧形断裂带活动的动力来源于青藏高原北东向构造挤压作用。

     

Cenozoic Tectonic Evolution of the Arcuate Structures in the Northeast Tibetan Plateau

<正>The northeast Tibetan plateau contains important information on the northeastward growth of the Tibetan plateau.It is bounded by the Ordos Block to the east,the Alxa Block to the north,and the Tibetan Plateau to thesouth(inset in Fig.1;Tapponnier et al.,2001),and has undergone complex intracontinental deformation during the Cenozoic.In this region,the northeast-convex arcuate structures developed northeastward,and are composed of     

青藏高原东北侧断层活动引起的地壳三维变形与重力场变化研究

本文推导了断层活动与地面重力变化的理论关系,讨论了与断层活动有关的三维形变场变化与实际观测的重力变化之间的关系。利用位错理论模型模拟了青藏高原东北侧的多组断层活动引起的地壳三维变形与重力场变化分布。并结合该地区2001年11月14日昆仑山Ms8．1地震前观测的两期重力资料,讨论了该地区的地质构造活动与重力变化过程与地震活动的关系。     

Active Faulting Pattern,Present‐day Tectonic Stress Field and Block Kinematics in the East Tibetan Plateau

Abstract: This paper examines major active faults and the present-day tectonic stress field in the East Tibetan Plateau by integrating available data from published literature and proposes a block kinematics model of the region. It shows that the East Tibetan Plateau is dominated by strike-slip and reverse faulting stress regimes and that the maximum horizontal stress is roughly consistent with the contemporary velocity field, except for the west Qinling range where it parallels the striking of the major strike-slip faults. Active tectonics in the East Tibetan Plateau is characterized by three faulting systems. The left-slip Kunlun-Qinling faulting system combines the east Kunlun fault zone, sinistral oblique reverse faults along the Minshan range and two major NEE-striking faults cutting the west Qinling range, which accommodates eastward motion, at 10–14 mm/a, of the Chuan-Qing block. The left-slip Xianshuihe faulting system accommodated clockwise rotation of the Chuan-Dian block. The Longmenshan thrust faulting system forms the eastern margin of the East Tibetan Plateau and has been propagated to the SW of the Sichuan basin. Crustal shortening across the Longmenshan range seems low (2–4 mm/a) and absorbed only a small part of the eastward motion of the Chuan-Qing block. Most of this eastward motion has been transmitted to South China, which is moving SEE-ward at 7–9 mm/a. It is suggested from geophysical data interpretation that the crust and lithosphere of the East Tibetan Plateau is considerably thickened and rheologically layered. The upper crust seems to be decoupled from the lower crust through a décollement zone at a depth of 15–20 km, which involved the Longmenshan fault belt and propagated eastward to the SW of the Sichuan basin. The Wenchuan earthquake was just formed at the bifurcated point of this décollement system. A rheological boundary should exist beneath the Longmenshan fault belt where the lower crust of the East Tibetan Plateau and the lithospheric mantle of the Yangze block are juxtaposed.     

Characteristics of the Gravity Field and Faults in Tingri-Muztagata Area, Xizang (Tibet) Plateau

为研究青藏高原的地下地质结构和断裂,陕西省地质调查院于2003年～2006年在定日—木孜塔格峰区进行了1∶100万区域重力调查.作者等对获得的重力资料进行了处理和分析,结合地质及其他地球物理资料,将该区布格重力场分成七个区域,描述了其主要特征并分析了其地质意义.进行了定日—木孜塔格峰剖面的重力曲线拟合计算及地质解释,获得了该区地壳结构的定量模型.识别出30条断裂,对它们进行了分类,对其中的重要断裂进行了详细解释.结果表明:重力场分区特征与地质构造分区特征对应得较好;高原边缘及内部各块体间重要的边界断裂都在重力场上有明显的显示;断裂按走向分为近东西向、北东向、近南北向等3组,其中近东西向断裂为主干断裂.     

基于CAS-ESM2的青藏高原蒸散发的模拟与预估

利用GLEAM V3.3a实际蒸散发资料,评估了中国科学院地球系统模式(CAS-ESM2)对青藏高原蒸散发的模拟性能,并给出了模式对未来气候变化情景下高原蒸散发变化的预估.结果 表明:CAS-ESM2可以较好地模拟出青藏高原蒸散发的空间分布与季节循环特征,以及1981-2014年蒸散发的增加趋势,但趋势的幅值相对观测偏弱.未来预估试验结果显示,4种不同未来共享社会经济路径(SSPs)情景下青藏高原蒸散发均普遍增加,其中SSP585情景下的增加最为显著,且喜马拉雅山脉地区蒸散发的增加量值最大.相较于1995-2014年历史时期,年均蒸散发在2041-2060年增加46.3～65.8 mm,增幅为13.4％～19.0％;2081-2100年,年均蒸散发增加75.7～151.1 mm,增幅为21.7％～43.6％.影响蒸散发未来变化的因素具有区域性差异,高原中部和南部受气温变化影响更大,而柴达木盆地、羌塘高原中部受降水变化影响更大.