南海北部陆缘新生代地壳减薄特征及其动力学意义

为了研究新生代以来南海北部地壳拉张减薄情况以及上下地壳在拉张过程中的贡献, 利用南海北部陆缘现今地壳厚度、新生代基底埋深和地表断层参数等地质和地球物理资料, 计算了地壳在新生代的拉张因子, 并绘制了拉张因子区域分布图; 沿珠江口盆地白云凹陷1530剖面,计算了上地壳和下地壳的拉张因子分布曲线. 结果表明南海北部由陆向洋, 有地壳厚度逐渐减薄和拉张因子逐渐增大的趋势, 且地壳减薄与莫霍面上涌呈镜像关系. 拉张因子值介于1.5~6之间, 其中有2个强烈减薄中心, 分别为莺歌海盆地和珠江口盆地白云凹陷; 通过对白云凹陷1530剖面的研究发现下地壳拉张的贡献大于上地壳. 上地壳和下地壳的拉张因子的计算揭示了位于陆坡区的白云凹陷在变形前应该具有一个热减薄的初始地壳, 推测与白云凹陷变形前的演化历史和新生代的构造位置有关.     

琼东南盆地深水陆架坡折区地震速度建模与反演的研究与应用

无论是构造简单或者复杂的地方,高精度速度建模与反演一直是地震处理所追求的目标,为进一步提升复杂构造区域的速度建模精度,提升该区域的成像质量.文中以琼东南盆地陆架坡折区速度建模与反演为例,采用构造形态对速度反演过程进行约束,通过模型和实际数据验证了混合邻域构造约束建模与反演技术的有效性,解决了坡折大角度构造常规速度建模及反演技术存在速度异常的问题.结果表明:相对于常规速度反演方法,本文方法得到与地质更加吻合的速度场,能够更好地解决成像及岩性认识问题.结论认为:本方法在速度建模的过程中实现了自动提取构造张量并约束建模过程,提高陆坡下方速度精度,改善了坡折下方成像,该方法对于崎岖海底地区速度建模具有较大应用价值.     

珠江口盆地白云凹陷裂后异常沉降的数值模拟

白云凹陷是珠江口盆地最深的凹陷,中心处沉积物厚度达12.5km以上,其中30Ma破裂不整合面以上厚度达6.5km以上.按照张裂盆地构造发育的理论模型,如McKenzie的经典理论模型,裂后由于冷却收缩而产生的盆地沉降随时间的变化是岩石圈伸展系数的函数,可以计算出来.白云凹陷裂后期的实测沉降量是否大于应用理论模型计算的热沉降量,即是否存在裂后异常沉降？为了回答这一问题,本文将实测与理论裂后沉降量进行对比.实测裂后沉降可通过回剥去除沉积物荷载等因素引起的沉降而得到,但理论热沉降的计算则需要知道盆地的岩石圈伸展系数,后者是未知的.本文设计了正演模拟和反演回剥相结合的方法解决这一问题,即应用基于挠曲悬臂梁模型的二维模拟方法正演模拟白云凹陷的幕式张裂过程,通过试错达到实测的张裂期剖面形态,从而获得岩石圈的伸展系数,计算出理论的裂后热沉降,并与回剥得到的实测裂后沉降量进行对比.结果不仅表明白云凹陷的确存在裂后异常沉降,而且揭示了异常沉降的时空特征：30Ma以来,快速沉降主要发生在17.5～13.8Ma;凹陷中心的异常沉降量最大,达2km,其次为凹陷南侧的异常沉降量,明显大于凹陷北侧;根据凹陷两端的异常沉降量没有降低的趋势,推测向凹陷北部的陆架区和凹陷南部的洋盆方向依然存在裂后异常沉降.正演灵敏度实验还表明,白云凹陷的张裂期剖面形态只能通过低角度（≤13°）的边界断层的伸展来获得.针对可能引起白云凹陷裂后异常沉降的机制,初步探讨了几种可能机制,认为东亚季风增强导致的沉积物供给量增加以及由此导致的下地壳流动可能是主要原因.     

南海北部陆缘东部的地壳结构

本文利用中、美联合调查南海海洋地质项目所采集的双船地震扩展排列剖面资料,研究了南海北部陆缘的地壳结构．其特征为：从陆架到深海平原,地壳呈阶梯状减薄,地壳厚度分别为２６-２８ｋｍ,２３-２４ｋｍ,１３-１５ｋｍ,以及南海洋盆中５-７ｋｍ厚的洋壳,反映了地壳在新生代早期是幕式拉张的．地壳底部存在高速地壳层,地震波速度为７．１-７．４ｋｍ／ｓ．它是在地壳被拉张后,上地幔熔融物质上涌到地壳底部冷却而形成的．     

用远震接收函数研究山西地区地壳厚度变化：“晋中坡折带”及其地质意义探讨

利用山西数字地震台网中心6年的远震数据计算接收函数并进行H-k搜索,以获得台站下方的地壳厚度.结果表明, 山西地区在平遥盆地北缘的文水-晋中一线,地壳厚度存在北厚南薄差异变化的坡折带,称之为“晋中坡折带”.该带呈NEE向延伸,其南部地区地壳厚度37~40 km,北部地区厚41~45 km.本文分析认为,该坡折带代表早前寒武纪基底构造,是华北克拉通内部的重要构造边界.山西地区基底构造保存完好,地壳厚度未明显减薄.     

下地壳流变与造山带同挤压期地壳伸展的动力学关系

应用不可压缩非牛顿粘性流体的本构关系,对造山带同挤压期下地壳流变及其与上地壳构造伸展的动力学关系进行了二维有限元数值模拟. 结果表明,在板块侧向挤压下,当造山带山根下陷和地表隆起达一定程度后,地壳不同层圈岩石将发生复杂的粘性流变. 流变的运动学方式和分布范围不仅与时间有关、同时还受地壳厚度转变带形态的制约. 在构造挤压和山体荷载达到弹性平衡状态后,地壳流变首先发生在造山带下地壳山根,但经一定的Maxwell时间后,流变将不断局限于造山带前缘的厚度转变带. 这一流变方式的变化是导致造山带浅部地壳动力学转变的主要原因. 它造成造山带内上地壳最小主应力从近水平挤压不断转化为近水平拉张,由此使造山带前陆发生挤压冲断的同时,山体的核部发生上地壳的拉张伸展. 最后,应用这一结果讨论了青藏高原南缘南北向地壳伸展的动力学性质.     

下地壳流变与造山带同挤压期地壳伸展的动力学关系

应用不可压缩非牛顿粘性流体的本构关系,对造山带同挤压期下地壳流变及其与上地壳构造伸展的动力学关系进行了二维有限元数值模拟. 结果表明,在板块侧向挤压下,当造山带山根下陷和地表隆起达一定程度后,地壳不同层圈岩石将发生复杂的粘性流变. 流变的运动学方式和分布范围不仅与时间有关、同时还受地壳厚度转变带形态的制约. 在构造挤压和山体荷载达到弹性平衡状态后,地壳流变首先发生在造山带下地壳山根,但经一定的Maxwell时间后,流变将不断局限于造山带前缘的厚度转变带. 这一流变方式的变化是导致造山带浅部地壳动力学转变的主要原因. 它造成造山带内上地壳最小主应力从近水平挤压不断转化为近水平拉张,由此使造山带前陆发生挤压冲断的同时,山体的核部发生上地壳的拉张伸展. 最后,应用这一结果讨论了青藏高原南缘南北向地壳伸展的动力学性质.     

基性岩摩擦本构参数与下地壳地震成核的可能性

摩擦滑动的力学行为能够很好地由速率和状态依赖性摩擦本构关系来描述。文中对地壳岩石滑动稳定性的控制因素进行了综述:1)微小扰动对摩擦滑动的影响分析(线性分析)表明,摩擦滑动中不稳定产生的重要条件是速率依赖性参数a-b<0,在这种条件下,地震滑动可以在断层上成核;2)下地壳的水含量测定表明,可能存在“干”、“湿”两种情况,而已有岩石流变实验结果表明稳定大陆内部下地壳在干燥条件下为脆性变形行为;3)近年来发现一部分强震发生在基性的下地壳,使辉长岩高温高压摩擦实验受到重视。干燥条件下辉长岩的摩擦实验研究表明,在420~615℃的温度范围内,速度弱化可能是典型的滑动行为。综合考虑较冷大陆内部下地壳可能出现的“干燥”条件以及在此条件下不大可能发生塑性流动等相关因素,这一结果可能就是在一些地区下地壳发生地震的原因