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用重力资料研究青藏高原东北缘深部岩石圈形变特征

高海英  
【摘要】:青藏高原东北缘位于青藏块体、鄂尔多斯块体和阿拉善块体的结合部位,其地形地貌复杂、构造活动强烈、地震异常活跃,是地学研究的重点地区。用岩石圈动力学理论研究青藏高原东北缘深部地球物理构造特征具有重要的意义,其中岩石圈有效弹性厚度Te是一个非常关键的物理参数。Te表示岩石圈抵抗挠曲形变的能力,受多种因素的影响和控制,反映了地形、板块边界力和岩石圈结构之间的动态平衡关系。通过岩石圈动力学理论,不仅可以推断边界断裂是地壳断裂还是地幔断裂(穿透莫霍面),而且可以通过重力反演得到该区岩石圈有效弹性厚度的分布特征,从而进一步了解该区深部岩石圈形变特征。 祁连山断裂带是青藏高原的东北边界,现代构造活动和变形比较集中,是研究岩石圈动力学最典型的地区。本文切了四条穿过祁连山断层并与其走向相垂直的测线。对于每条测线,利用二维弹性板理论,依据地形和布格重力异常之间的相互关系,通过调试岩石圈有效弹性厚度Te,试验了横向不均匀弹性刚度的单一弹性板模型和在祁连山断裂带有一个断点的两个独立弹性板模型,并以艾里模型作为参照,得到的结论是变刚度单一弹性板模型与原始观测布格重力异常值吻合得很好,而根据艾里模型和断裂板块模型计算的理论布格值却不能很好的解释观测值。这就说明祁连山断裂带并没有穿过莫霍面进入岩石圈上地幔,是地壳内大断裂,也即青藏高原内部构造单元。在研究区域内,Te值由西南向东北呈现出逐渐增大的趋势,变化范围为23~49km,其中青藏块体岩石圈强度相对较弱,而鄂尔多斯和阿拉善块体则为中等刚度的岩石圈。这应当与青藏块体同鄂尔多斯块体及阿拉善块体在板块热构造、岩石圈物质组成、构造活动性等诸多方面的差异有关。


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