青藏高原东北缘海原弧形构造区地壳电性结构探测研究

对青藏高原东北缘海原弧形构造区(105°～107°E,36°～37.5°N)的5条大地电磁测深剖面进行处理分析和二维反演,得到研究区内东西宽约160km、深约60km范围的地壳电性细结构.结果表明:研究区呈现南西—北东的带状分布特征.由南西—北东可分为6个电性区块,依次为西吉盆地(Ⅰ)、西、南华山隆起(Ⅱ)、兴仁堡-海原盆地(Ⅲ)、中卫-清水河盆地(Ⅳ)、中宁-红寺堡盆地(Ⅴ)和鄂尔多斯西缘带(Ⅵ).各区块在平面上呈北西撒开、南东收缩的“扫帚状”形态;弧形构造区弧顶附近构造完整、规模大,自弧顶向北西、南东两端构造规模逐渐减小.地表到深度10km左右,西、南华山隆起和鄂尔多斯西缘带呈高阻特性,西吉、兴仁堡-海原、中卫—清水河和中宁-红寺堡4个盆地的电阻率较低且呈盆地凹陷形状.其中兴仁堡-海原盆地电性基底最深,显示为南西深北东浅的“簸箕状”起伏形态.研究区发育不连续的壳内低阻带,与该区中、强震活动密切相关.1920年海原大震区存在明显的电性结构差异,震区南西侧和上部区域为相对高阻,北东侧和下部区域为相对低阻.

海原弧形构造区地壳三维精细速度结构成像

利用海原弧形构造区及周围区域地震台网1970—2015年期间记录的天然地震到时数据,采用双差地震层析成像方法对构造区地壳三维速度结构与地震震源位置进行联合反演,获得了高分辨率的三维VP、VS以及VP/VS模型,分析讨论了速度、波速比分布与强震发生以及断裂等之间的关系.结果显示:研究区域内地震主要沿断裂呈弧状展布,速度在横向分布上具有较大的差异,波速比变化范围为1.60~1.80,平均值约为1.70.大型断裂诸如海原—六盘山断裂带、青铜峡—固原断裂带等位于高速与低速的过渡带,断裂两侧地震波速差异较大.研究区内历史强震多处于高低速过渡区域,海原强震下方下地壳存在低速、高导薄弱层(25~30 km深度),推测原因主要为流体作用所致.依据相对较低的速度与波速比分布推测研究区地壳主要组成成分为酸性的长英质.速度剖面显示地壳可分为上、下两层,上、下地壳厚度变化由西南向东北逐渐减薄,减薄幅度相近;结合前人研究结果推测构造区地壳增厚模式可能主要为上、下地壳共同增厚.