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Tectonics:青藏高原东缘三维岩石圈结构的定量研究与三维建模

2019-04-22

如何有效揭示岩石圈的三维结构和模型,并?#27835;?#28145;部构造与活动断层、地震的相互关系,探讨深部构造与浅层地形地貌之间的耦合关系、造山带隆升动力学等,都具有非常重要的意义。中国地震局地质研究所鲁人齐研究员,与休斯顿大学刘一多博士等人合作,基于SKUA-GOCAD平台三维建模,采用青藏高原东缘新的速度模型(Wei et al., 2017),通过DSI算法制作三维地震层析?#19978;瘢?#21457;展了一套定量研究深部结构的技术方法和和三维建模流程。研究通过提取出莫霍界面的速度结构以及高速异常体、?#27492;?#27604;等属性,构建精细的空间三维岩石圈结构和模型(图1)。

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图1. 青藏高原东缘S波三维地震层析?#19978;?/p>

研究获得以下初步成果和认识:

(1)、青藏高原东缘的莫霍面,在四川盆地和巴颜喀拉块体之间,存在一个显著的斜坡带(Moho ramp),且与龙门山冲断带的走向?#23460;?#23450;角度(~22°)的相交关系。1976年的松潘强震群、2017年九寨沟地震,1933年的叠溪地震,2008年汶川地震,2013年的芦山地震等震中位置与该莫霍斜坡带在空间位置上存在一定的联系(图2)。

(2)、通过对研究区高速异常体的三维刻画,揭示?#25628;?#23376;克拉通(YZ Craton)的空间三维展布;对?#27492;?#27604;的属性参数定量提取,刻画了龙门山地区地壳物性三维结构,揭示了龙门山现今的分段性与地壳物质属?#32536;?#20851;联;汶川地震和芦山地震及余震的分布,与物质属?#28304;?#22312;密切关系。

(3)、研究结合前人大量地球物理探测成果,认为青藏高原东缘的主要断裂发育在中上地壳的低阻高导、?#36864;?#28369;脱层之上;计算出莫霍面在四川盆地与巴颜喀拉块体存在约16.5km的高差。研究认为现今龙门山的隆升,除了上地壳断裂逆冲缩短,还与深部构造相关,并支持岩石圈均衡反弹和地壳尺度的构造楔(鳄鱼嘴)模型(图3)。

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图2. 青藏高原东缘莫霍结构与主要地震分布

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图3. 青藏高原东缘地壳结构及其变形综合?#27835;?/p>

上述研究成果发表在国际地学期刊Tectonics :(Lu, R., Liu, Y., Xu, X., Tan, X., He, D., Yu, G., Cai, M., & Wu, X. (2019). Three-dimensional model of the lithospheric structure under the eastern Tibetan Plateau: Implications for the active tectonics and seismic hazards. Tectonics, 37. 原文链接:

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018TC005239.


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