本文關(guān)鍵詞：南北構(gòu)造帶中北段及其鄰區(qū)巖石圈有效彈性厚度及構(gòu)造意義，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西北大學(xué)》 2015年

南北構(gòu)造帶中北段及其鄰區(qū)巖石圈有效彈性厚度及構(gòu)造意義

陳青  

【摘要】：南北構(gòu)造帶是中生代以來(lái)中國(guó)大陸構(gòu)造的東、西分界帶,其兩側(cè)塊體地表系統(tǒng)、深部結(jié)構(gòu)和巖石圈變形特征都顯著不同,是近年來(lái)大陸動(dòng)力學(xué)研究的關(guān)鍵地區(qū)。巖石圈強(qiáng)度的研究是解決地表系統(tǒng)差異演變及深部動(dòng)力學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵。巖石圈有效彈性厚度(Te,Effective elastic thickness)是研究巖石圈抗彎剛度和動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的一個(gè)重要物理參數(shù),它定量地限定了巖石圈的大尺度動(dòng)力學(xué)特征,通常作為表征巖石圈力學(xué)綜合強(qiáng)度的參數(shù)。因此,本文以巖石圈有效彈性厚度為研究對(duì)象,對(duì)與南北構(gòu)造帶相鄰的青藏高原東北緣和鄂爾多斯地塊交匯區(qū)的深部結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行探討。本文利用布格重力異常和最新的地形高程數(shù)據(jù),編制了一套采用了Slepian多窗譜相關(guān)法的Te計(jì)算程序,計(jì)算了研究區(qū)的Te值,并結(jié)合其平面分布特征,探討了南北構(gòu)造帶及鄰區(qū)深部構(gòu)造特征及其巖石圈動(dòng)力學(xué)意義。主要取得的成果如下：1、通過(guò)不同數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的有效彈性厚度反演計(jì)算及對(duì)比,為研究區(qū)Te值的分布提供了可靠的結(jié)果。(1)采用莫霍面與地形相關(guān)技術(shù)法,計(jì)算了不同莫霍面加載情況下的有效彈性厚度值,與用布格重力異常與地形相關(guān)性的Te結(jié)果對(duì)比表明,前者具有更高的精度。(2)巖石圈有效彈性厚度的計(jì)算結(jié)果顯示：鄂爾多斯地塊Te值較高,約為80～100km,其西南緣被Te值較低的祁連地塊(約20-50km)和秦嶺造山帶(約20-40km)包圍,且Te值具有梯度降低的特征。巴顏喀拉的Te值最低,約15～35 km。2、將研究區(qū)Te分布與該區(qū)的大地?zé)崃髅芏�、地震分布、均衡重力異常、地殼厚度分布、熱巖石圈厚度及磁性構(gòu)造層底面深度做了相關(guān)性分析,并對(duì)它們之間的聯(lián)系進(jìn)行了討論。(1)Te與大地?zé)崃鞣植己痛判詷?gòu)造層底面的相關(guān)性對(duì)比發(fā)現(xiàn),巴顏喀拉、祁連、秦嶺和鄂爾多斯地塊地表熱流分布和Te的對(duì)應(yīng)關(guān)系不明顯,而磁性構(gòu)造層底面則與Te相關(guān)性較好。從區(qū)域?qū)Ρ葋?lái)看,鄂爾多斯具有低熱流、高Te值的特征,與克拉通地塊“冷”而“硬”的特征吻合,而對(duì)比研究區(qū)其它塊體熱流值則偏高,磁性構(gòu)造層底面也較深,推測(cè)熱貢獻(xiàn)可能來(lái)自于周緣裂谷帶或是由于地幔對(duì)流加劇導(dǎo)致；巴彥喀拉地塊具有低熱流值、低Te值,而磁性構(gòu)造層底面較深,其原因可能是由于巨厚的地殼使得地塊下熱效應(yīng)存在時(shí)間滯后,尚未傳至地表；在祁連造山帶表現(xiàn)出高熱流值和低Te值的反相關(guān)關(guān)系,表明其受新生代構(gòu)造熱事件影響較大。(2)Te與地震分布的對(duì)比表明,巖石圈有效彈性厚度與地震的分布及震源深度存在著一定的聯(lián)系。青藏塊體東北緣是我國(guó)大陸地殼運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈、地震活動(dòng)頻度最高且強(qiáng)度最大的地區(qū)之一,對(duì)應(yīng)著較小的Te值。青藏高原東北緣與鄂爾多斯地塊之間地震分布頻率較高,這與過(guò)渡帶內(nèi)地殼變形強(qiáng)烈,結(jié)構(gòu)較為破碎相一致。南北地震帶及其以西祁連山等地區(qū)是強(qiáng)震密集發(fā)生的地區(qū),該帶內(nèi)Te值僅為20～30 km。鄂爾多斯塊體內(nèi)部地震活動(dòng)微弱,Te值高達(dá)80～90 km。(3)Te與地殼厚度及巖石圈厚度的相關(guān)性對(duì)比發(fā)現(xiàn),鄂爾多斯地塊Te的分布遠(yuǎn)大于平均地殼厚度,而小于熱巖石圈厚度,表明其巖石圈的高強(qiáng)度可能來(lái)自于強(qiáng)度較高的上地幔巖石圈。而周緣活動(dòng)地區(qū),Te值與地殼厚度相當(dāng),但熱巖石圈厚度卻較大,表明上地幔對(duì)Te值貢獻(xiàn)較小。巴顏喀拉地塊地殼厚度和熱巖石圈厚度均較大,但Te值卻非常小,表明該塊體的綜合力學(xué)強(qiáng)度主要由上地殼部分承擔(dān),而上地幔部分較弱,對(duì)Te值的貢獻(xiàn)較小。3、分析了研究區(qū)深部結(jié)構(gòu)、巖石圈物質(zhì)組成、密度與波速特征與Te的關(guān)系,并結(jié)合流變學(xué)巖石圈特征,綜合探討南北構(gòu)造帶形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。(1)Te與研究區(qū)地殼厚度、速度結(jié)構(gòu)和電性結(jié)構(gòu)特征的對(duì)比分析表明,地殼厚度增加、殼內(nèi)低速、低阻層位發(fā)育等因素都可能導(dǎo)致巖石圈綜合強(qiáng)度降低；Te與基底組成的對(duì)比分析表明,結(jié)晶基底形成時(shí)代越早,固結(jié)就越早,克拉通化程度就越高,其物質(zhì)組成和密度就相應(yīng)較大,巖石圈綜合力學(xué)強(qiáng)度也就更大；Te與密度和波速特征的對(duì)比分析表明,密度、速度大的巖石層,構(gòu)成巖石層物質(zhì)材料相對(duì)致密,剛性大,在給定應(yīng)力作用下變形小或不易變形,相反,則容易產(chǎn)生韌性形變,巖石層的綜合強(qiáng)度小。(2)本文結(jié)合青藏東北緣以弱地幔為特征的流變學(xué)研究結(jié)果,認(rèn)為可能該區(qū)上地殼與巖石圈地幔在力學(xué)上存在解耦關(guān)系,且整體強(qiáng)度較低,脆性上地殼部分是外來(lái)應(yīng)力的主要承擔(dān)者。青藏高原上地殼頂部強(qiáng)度較弱,高原東部邊緣下地殼物質(zhì)可能流向華北地塊西部和揚(yáng)子地塊西部上地殼頂部,推測(cè)是導(dǎo)致南北向重力異常梯度帶形成的原因。鄂爾多斯地塊具有典型的大陸克拉通巖石圈結(jié)構(gòu)特征,巖石圈總強(qiáng)度大,特別是高強(qiáng)度的上地�？赡苁菐r石圈強(qiáng)度的主要貢獻(xiàn)者,下地殼沒(méi)有大范圍的波速高值區(qū),組分以中性巖為主,因此,下地殼由于青藏高原物質(zhì)的東流而發(fā)生了增厚。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P548
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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1 姚玉鵬;張進(jìn)江;;“中國(guó)賀蘭—川滇南北構(gòu)造帶學(xué)術(shù)研討會(huì)”在西安召開(kāi)[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2008年06期

2 賴曉玲;李松林;宋占龍;樊計(jì)昌;劉明軍;何加勇;;南北構(gòu)造帶天水、武都強(qiáng)震區(qū)地殼和上地幔頂部結(jié)構(gòu)[J];地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào));2009年04期

3 李緒善;李百祥;;從重磁場(chǎng)特征探討南北構(gòu)造帶北段與地震帶的統(tǒng)一性[J];物探與化探;2012年05期

4 劉曉華;南北構(gòu)造帶中段的殼幔結(jié)構(gòu)與巖石圈動(dòng)力學(xué)特征[J];地殼形變與地震;1993年03期

5 郭進(jìn)京;韓文峰;梁收運(yùn);李雪峰;;西秦嶺岷縣-宕昌地區(qū)洮河和岷江階地特征對(duì)比研究——兼論中國(guó)南北構(gòu)造帶在西秦嶺的地貌響應(yīng)[J];地質(zhì)調(diào)查與研究;2006年04期

6 常旭,劉伊克;基于區(qū)域地震數(shù)據(jù)的中國(guó)南北構(gòu)造帶三維速度結(jié)構(gòu)估算[J];地質(zhì)學(xué)報(bào);2000年01期

7 賴曉玲;李松林;孫譯;;南北構(gòu)造帶中段地殼結(jié)構(gòu)研究[J];國(guó)際地震動(dòng)態(tài);2013年11期

8 盧德源;崔作舟;黃立言;陳紀(jì)平;;康滇南北構(gòu)造帶北段麗江—西昌—新市鎮(zhèn)地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)[J];中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院562綜合大隊(duì)集刊;1989年00期

9 喻學(xué)惠;莫宣學(xué);趙志丹;和文言;李勇;;西秦嶺新生代雙峰式火山作用及南北構(gòu)造帶成因初探[J];巖石學(xué)報(bào);2011年07期

10 殷秀華,黎益仕,劉占坡;南北構(gòu)造帶北段重磁異常的對(duì)應(yīng)分析[J];地震地質(zhì);1999年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 毛桐恩;劉占坡;徐常芳;姚家榴;孫為國(guó);趙明;;中國(guó)南北構(gòu)造帶巖石圈殼-幔組合結(jié)構(gòu)特征及其構(gòu)造效應(yīng)[A];中國(guó)地震學(xué)會(huì)第六次學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];1996年

2 賴曉玲;李松林;宋占龍;樊計(jì)昌;劉明軍;何加勇;;南北構(gòu)造帶中段天水、武都8級(jí)大震區(qū)的地震測(cè)深研究[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十三屆年會(huì)論文集[C];2007年

3 盧德源;崔作舟;黃立言;陳紀(jì)平;;康滇南北構(gòu)造帶北段麗江—西昌—新市鎮(zhèn)地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院562綜合大隊(duì)文集（7、8）[C];1989年

4 吳萬(wàn)新;;五六二綜合大隊(duì) 科研進(jìn)展綜述[A];中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院文集（1984中英文合訂本）[C];1984年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳青;南北構(gòu)造帶中北段及其鄰區(qū)巖石圈有效彈性厚度及構(gòu)造意義[D];西北大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李海明;龍門(mén)山構(gòu)造帶及其鄰區(qū)磁性結(jié)構(gòu)研究[D];西北大學(xué);2012年

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