根据卫星重力位系数得到的岩石圈底面地幔流应力模式

本文利用GEM10B卫星重力模型提供的位系数及地幔流应力方程,计算了中国及邻区岩石圈底面的地幔对流应力。在计算过程中,对与地幔对流相关的重力异常场的波长范围的选取作了探讨,结果表明:2-11和12-36阶重力扰动位系数能够反映全地幔尺度和小尺度对流的某些特征,2-36阶位系数对于计算岩石圈底面上大、小尺度地幔对流的联合效应是必要的。     

岩石圈底面地幔流应力计算新模式

本文从地幔是牛顿粘滞层状流体出发,根据流体动力学推导出重力扰动位和岩石圈底面地幔流应力场的基本关系;利用地球重力场模型资料将重力扰动位两个水平导数T_z、T_y,向下延拓到岩石圈底面处,从而得到岩石圈底面地幔流应力计算新模式。     

青藏高原东南缘壳幔力学耦合及其动力学意义

现代大陆动力学及构造学研究认为,壳内软弱带控制着地壳与地幔间相互作用的强弱,制约岩石圈层间的耦合关系,同时也影响地块的相互作用方式。这种耦合作用可以通过比较不同深度的形变和应力的相关特征来分析。青藏高原东南缘20～35 km的深度广泛存在低速带,有可能在现今地震及构造活动区内由壳内部分熔融承担了潜在的解耦功能。基于1999～2015年GPS坐标时间序列数据得到速度场,结合前人给出的SKS剪切波分裂数据,分析该区水平方向形变耦合特征;同时搜集莫霍面和岩石圈底面形变数据,给出垂向上的形变耦合特征。利用EGM2008重力模型的11～36阶球谐系数计算青藏高原东南缘岩石圈底面地幔对流应力场;搜集并整理2000年至今的1 131个震源机制解数据,采用区域应力张量阻尼反演法得到该区多震层应力场;进一步分析两种应力场的相关性。在ABAQUS软件中建立青藏高原东南缘岩石圈三维粘弹性有限元模型,同时加入上地壳的边界位移约束条件和底面地幔对流拖曳力加载条件,分别对水平方向和垂直方向的应力应变作分析,并给出强震剖面结果,探讨壳幔耦合强震孕育机制,据此分析青藏高原东南缘各个断层的地震危险性。研究认为,应力的不均匀发展是应变能积累的关键,同时垂向上圈层间的耦合关系极大地影响块体间的作用方式;壳内软弱带广泛发育的块体应力出现分层现象,边缘区域横向纵向应力变化明显,与之接触的上伏地壳地震危险性较高。     

利用卫星重力资料反演地壳及岩石圈厚度

地球外部重力场由地球内部物质分布所决定,由于地壳与地幔、岩石圈与软流圈存在着较大的物性差异,利用重力资料可以确定莫霍面和岩石圈底面深度。基于上述结论,利用ＯＳＵ９１全球重力位模型数据进行了反演,计算结果表明,地壳和岩石圈厚度与地形相关,大陆地壳、岩石圈较厚,海洋则相反。     

重力场与地幔流应力场

视地幔为牛顿粘滞层状流体,根据流体力学导出地幔流体动力学基本方程,并以此通过对重力场和岩石圈底面地幔流应力场的研究,得到两种力场的重要关系,从而获得利用地面或卫星重力资料确定岩石圈底面地幔流应力场的新公式。文中从详细推导到结论分析说明了该公式克服了Runcorn模式的三个缺陷。     

青藏高原东南缘地幔对流与发震层应力场耦合关系分析

利用EGM2008重力模型的11~36阶球谐系数计算青藏高原东南缘岩石圈底面地幔对流应力场,收集整理青藏高原东南缘2000年至今的1 131个震源机制解数据,采用区域应力张量阻尼反演法得到该区芦山地震前和现今的发震层应力场,进一步分析2种应力场的相关性,探讨不同区域的力学耦合情况与强震发生的关系。结果表明：1)青藏高原东南缘大部分位于耦合与解耦的中间地带,耦合区域基本按块体分布,东侧华南块体强耦合,西北部藏北块体、巴颜喀拉块体和西南部滇西南块体部分耦合,解耦主要发生在松潘-甘孜块体附近,以龙门山断裂带连接强耦合的华南块体;2)分析孕震原因,提出青藏高原东南缘地幔对流应力场与发震层应力场耦合程度强弱交界处为地震危险性较高的区域,从现今耦合关系来看,龙门山断裂带仍处于耦合强度变化梯度非常大的区域,具备孕震储能条件,地震危险性较高。其他危险区域大致有：岷江断裂带附近、鲜水河-安宁河-则木河断裂带附近、红河断裂带及南汀河断裂带附近。     

地球膨胀可能是地壳水平挤压应力的成因

本文从地球膨胀观点出发,通过分析海陆两大类岩石圈差别,探讨地球膨胀方式,推导出地壳中如何产生水平挤压应力。文中阐述了地壳和上地幔的应力场特征,得出了两个水平主应力的构成式。再通过分析应力场中各向应力的作用,讨论了大陆地壳表面褶皱运动的发生、发展过程,断裂带、地震的可能成因以及各大陆在膨胀中被解体、分离的方式。应力构成式的计算结果表明:理论值与实际测量平均值基本一致。     

弹性岩石层、区域重力异常和上地幔小尺度对流

在小尺度地幔对流模型的基础上 ,建立了顾及岩石层与地幔耦合的地幔对流模型。考虑到岩石层对上地幔小尺度对流的弹性响应 ,将上地幔视为一均匀的等粘滞系数的牛顿粘滞流体 ,其对流能量来源于下地幔 ,用热流体动力学基本方程得到的上地幔对流在壳幔边界处的垂向应力作为弹性板弯曲方程的垂直加载 ,来耦合弹性岩石层和可流动地幔。推导了两者耦合下区域重力异常和上地幔小尺度对流的相关方程 ,用以反演上地幔小尺度对流流场模式和岩石层底部拖曳力场格局。对比了有、无弹性岩石层影响的模型之间的差异 ,并对模型应用范围 ,特别是板块边界水平构造力可能产生的影响 ,作了进一步探讨。     

南北构造带中段的壳幔结构与岩石圈动力学特征

本文利用WDM—89地球重力模型(完整到180阶)的位系数计算了南北构造带中段的30—50阶、50—100阶、100—150阶、150—180阶及2—180阶卫星重力异常,并探讨了该区的壳幔结构。结果表明,该区上地幔存在一个规模较大的低密度区。若尔盖和雅江一带有两个底部相连的高密度地幔块体。该区壳幔结构不但横向很不均匀,而且纵向也极为复杂。据此对区域岩石圈动力学特征进行了讨论。     

利用EGM2008模型和地面实测重力资料反演川滇地区构造应力场

分别利用EGM2008模型和地面实测重力资料反演川滇地区构造应力场,并总结分析川滇地区构造应力场特征。结果表明,EGM2008模型和地面实测重力资料的反演结果较为一致|川滇地区构造应力场复杂,龙门山断裂带和嘉黎断裂带地区构造应力分布明显、聚集程度高,构造应力均值也较大,反映了该地区构造运动活跃,与地震历史资料相对应。     

华北地区重力和地形及其对克拉通破坏深部过程的约束

以重力和地形数据研究现今华北克拉通区域岩石圈热化学结构,探讨华北克拉通破坏过程。首先计算自由空气重力异常、布格重力异常、Airy均衡重力异常;再利用地震学莫霍面观测从地形和布格异常中扣除对应部分,计算残余重力异常及残余地形;最后对残余重力异常进行剩余密度反演。结果表明：1）华北克拉通中、东部存在浮力;2）克拉通东部由温度效应引起的密度负扰动效应略强于化学组分差异引起的密度正扰动;3）现今华北克拉通东部是古老克拉通型地幔和新生正常地幔的混合物,约保留50%~60%古老克拉通地幔成分;4）由重力和密度约束得到的混合地幔结果支持前人提出的多期幕式拆沉的华北克拉通深部破坏过程。     

青海东部活断层与现代构造应力场

利用活断层等资料计算了青海东部地区的主应力方向。结果表明,主压应力为北东向。现代构造应力场与新构造应力场、地震应力场及地壳形变场趋于一致。认为,晚第三纪以来,该区地壳构造应力场相对稳定,可能是印度板块与欧亚板块相互作用的结果。     

丹江口水库及其邻区地壳应力场的基本特征

利用赤平极射投影等资料，计算了丹江水库及邻区的主应力方向，结果表明：主压应力为北东东向，主张应力为北北西向，现代构造应力场与新生代以来应力场基本一致；晚第三纪以来，该区地壳应力场相对稳定。     

滇西试验场区三维重力反演研究

本文依最新获得的滇西试验场区布格重力异常成果和近几年该区已有的人工地震测深资料，利用Ｐａｒｋｅｒ－Ｏｌｄｅｎｂｕｒｇ快速位场反演方法和文献［１］设计的反演计算程序，实施了多个密度界面的三维重力反演，首次获得了该区地壳上、中、下三界面的整体展布图像，分析了它们的细化结构，并结合本区重力异常特征讨论了界面图像的构造物理意义，结果表明：区内杨子板块地壳界面的去耦滑动远强于三江微板块，洱源—永胜一线的地壳半细颈结构是区内现代构造运动最活跃的地段。     

重力场和地幔流应力场的关系

本文从地幔是Lamina牛顿可压缩粘滞性流体假设出发,根据流体力学推导出重力场和地幔流应力场的基本关系为: 此关系式为人们根据重力场认识地幔流对岩石圈的作用提供一新的途径。     

密集重力测量揭示的雅鲁藏布江峡谷区域重力异常和均衡状态

正中国地震局地震预测研究所付广裕等在《地球物理快讯》发表关于雅鲁藏布江峡谷的区域重力异常和均衡状态的研究成果。作者对由107个测站组成的密集网进行了重力和GPS测量,计算了该区域的布格异常和自由空气异常,并介绍了一种计算岩石圈垂直构造应力场的新方法,联合布格重力异常和地形数据可用于定量表达区域均衡状     

板块运动地球动力学机制探究

对前人提出的多种地球动力学机制特别是地幔对流说进行剖析,提出板块运动地球动力来源于地转离极作用和旋转半径变化造成的地转不同步作用,并受到刚性岩石圈板块应力平衡作用、惯性作用和弹性作用等内在规律的制约,另外规律性的固体潮作用和偶然性的陨石撞击作用是影响板块运动的附加应力因素。     

损伤地壳中的应力场变化与地震活动

推导了损伤介质中应力场变化与地面位移场和重力变化的关系 ,讨论了利用地面位移和重力场变化来计算地球内应力场变化的边界元方法。利用中国华北地区的 1992～ 1995年的 GPS观测资料对该地区地壳内 15km深处的应力场变化进行了计算 ,并讨论了应力场变化分布与 1996年发生的包头 MS=6 .6级地震的关系 ,结果表明震区的应力场变化明显大于其他地方     

全球地壳模型CRUST1.0在青藏高原东南部的重力检核

利用全球地壳模型CRUST1.0提供的地壳密度、厚度等分层信息,计算青藏高原东南部地壳各分层引起的重力异常,并累加获取总体布格重力异常,最后与利用全球重力场模型EGM2008获得的布格重力异常进行对比。结果表明,两种模型在大部分区域基本一致,布格重力异常变化在-600~20mGal之间,少数地区存在较大的差距,说明CRUST1.0模型的精度还有待提高。     

汾渭断陷带均衡重力异常研究

本文研究了汾渭断陷带均衡重力异常分布特征与地壳表、浅层结构，新构造运动和现代构造运动，以及均衡重力异常与地震活动性之间的关系。结果表明：局部均衡重力异常分布特征与出露地表的岩石密度和地质构造特征存在明显对应关系，区域均衡重力异常特征反映了本区新构造运动和现代构造运动不是朝着地壳趋于均衡方向发展，而具有反均衡力的特征；不同方向异常带交汇的地方，现今构造运动最强烈，是强震多发区。