下地壳管道流与青藏高原地貌特征研究

为研究青藏高原粘性系数及粘性层厚度特征,依据地形高程粘性和厚度不同的管道流原理,研究粘性系数和下地壳流厚度的变化与高程变化之间的关系,并根据青藏高原的不同方位的不同地形变化求解了不同方向管道流的粘度和厚度,得到如下成果:(1)下地壳管道流粘度越大、厚度越小,形成的地面高程变化越陡峭;(2)青藏高原南部印度经喜马拉雅边界到昆仑山地区最大粘性系数约为10^(20)psa,管道流厚度约为25km;(3)青藏高原到青海甘肃剖面下地壳管道流最大粘性系数在10^(20)psa管道流厚度约为40km;(4)青藏高原东南过龙门山地区到四川盆地中部地区下地壳管道流最大粘性系数约为1021psa,管道流厚度约为40km,与青藏高原到青海甘肃地区差异性不大;(5)青藏高原东南到云南地区下地壳管道流最大粘性系数约为1018psa,下地壳管道流厚度约为32km,与四川盆地地区及青海甘肃管道流厚度差异较大.结果表明:青藏高原不同方向管道流的粘度是有差异的,各地区管道流厚度差异也较大,总体呈现西薄东厚的特点。纵观四个剖面结果,青藏高原西南与印度交界处地势最为陡峭管道流厚度最小.不同厚度和粘性系数的下地壳管道流模型对青藏高原地貌构造解释比较合理.本文采用水平管道流对青藏高原的四个剖面解释了青藏高原地形形成的一种可能形成机制。

青藏高原下地壳热变形和管道流研究

本文应用地球三维成像方法和现代物理学的理论,来说明青藏高原下地壳管道流形成的原因和条件。根据区域重力资料提取的地壳三维密度成像的信息,进一步探讨了青藏高原地壳低密度扰动带反映的地质构造。应用地壳三维密度图像,分析了青藏高原下地壳为什么会形成管道流的原因,圈定了下地壳管道流所在位置。通过连续介质物理学的理论分析了热变形带如何引起下地壳管道流的机制,给出通过密度扰动计算了下地壳热应变率的方程式。结果表明,青藏高原下地壳管道流的热应变幅度大约为15.5mm^3/a。按照方程式和下地壳的密度扰动数据计算了青藏高原下地壳热应变幅度分布图。图中正热应变幅度代表热膨胀,负热应变幅度代表冷收缩;下地壳管道流随应变率从高向低流动。下地壳岩石热应变率最高处指示下地壳管道流的源头,位于喀拉昆仑断裂东侧与雅鲁藏布至班公—怒江缝合带的连接区段,和雅鲁藏布缝合带北侧的拉孜—林芝段。从喀拉昆仑断裂东侧源头的下地壳管道流主要流向北东和北西两个方向。从雅鲁藏布缝合带北侧源头的下地壳管道流主要流向北东到理塘—雅江和滇北地区,然后又分为南北两个方向分流。下地壳管道流位置或可向上挤出到中地壳,引起青藏高原重力不均衡和山脉隆升。同时,三维密度成像的结果支持下地壳流牙膏式向上挤出的蠕动模式。

汶川8级大地震同震破裂的特殊性及构造意义——多条平行断裂同时活动的反序型逆冲地震事件

汶川地震是有仪器记录以来发生的世界上最大的板内逆冲型地震之一。野外调查表明,沿北东走向的龙门山断裂带上,至少有两条逆冲断裂同时参与汶川地震的同震破裂过程,即北川断裂和安县-灌县断裂(彭灌断裂)。倾向北西的高角度北川逆冲断裂上的地表破裂长度大于200km,可能达225km。运动方式在南部表现为以北西盘抬升的逆冲为主,往北东转为逆冲右旋走滑,走滑分量与垂向陡坎高度相当,陡坎高度最大值约为11m。在彭灌断裂上,地表破裂表现为北西盘抬升的近纯逆冲性质的破裂,破裂长度达70km,陡坎最高达3～3.5m。汶川地震是世界上第一次明确记录到多条平行断裂参与同震破裂的逆冲型地震,而且因发震断层是龙门山断裂带内部的高角度逆冲断裂,而非断裂带前锋的低角度逆冲断裂,所以汶川地震属于反序型逆冲断裂活动。这与1999年我国台湾7.5级集集地震和2005年克什米尔7.6级地震类似,说明反序型逆冲地震具有普遍性。汶川地震这一震级大、破裂长的逆冲地震事件是对目前流行的青藏高原下地壳流动的变形假说提出的严峻挑战,同时也表明加强青藏高原东缘南北地震带上其他滑动速率较低但同样具有发生大地震可能性的活动断裂的滑动速率和古地震定量研究的紧迫性,因为这一地区人口密度与东部相当,但发生强震的频率更高。