阿穆尔板块相对欧亚板块的欧拉运动

利用中国东北地区1998～2005年的GPS数据,结合俄罗斯、韩国和蒙古的部分GPS观测资料,用加权最小二乘方法以迭代的方式解算了阿穆尔板块相对欧亚板块的欧拉运动矢量。最终的33个测站的位移速率加权均方根残差(WRMS)为0.98mm/a。计算结果表明阿穆尔相对欧亚板块运动的欧拉极位于阿穆尔板块的北部边界外兴安岭东端(54.06±1.13°N,135.87±7.16°E),欧拉旋转量为0.099±0.00735°/Ma。

基于统计检验法研究Amurian板块相对独立性

Amurian板块是Zonenshain等提出的提出的东北亚地区内部一个构造亚板块.Amurian板块自提出以来就一直受到地学界的广泛重视.它到底是欧亚大陆的一部分,还是独立于欧亚大陆之外的一个独立次级构造块体?这个问题一直是是东亚,乃至欧亚大陆构造动力学研究的核心问题之一.许多学者从地质和地球物理学两个角度研究了Amurian板块存在的可能性.但是复杂的构造特征和稀少且弥散的地震分布使得Amurian问题充满了争议.全球卫星定位系统(GPS)技术的不断进步使得在短时间获得高精度、大范围、准实时的地壳运动观测数据,并确定地壳运动速度场成为可能.本文利用东北亚地区最新GPS资料,从大地测量学角度对东北亚地区的地壳运动特征进行分析,基于统计检验方法重点研究Amurian板块相对欧亚大陆的独立性及其边界等问题.

Amurian板块旋转模型及其沿郯庐断裂带二级划分

阿穆尔(Amurian)板块在东北亚地区的地壳运动和地震活动研究中起着特别重要的作用,特别是可以解释郯庐断裂带在板块构造中的作用性问题。然而,由于研究数据不足,南部边界的划分仍有争议,因此,郯庐断裂带将是进一步准确界定阿穆尔板块的关键所在。通过分析贝加尔裂谷拉伸带和斯塔诺沃依山脉挤压带的震源机制解和应力矢量方向,结合中国东北地区的GPS数据计算结果,建立了中心位于E118.4°±2.4°,N57.5°±1.2°附近的主体Amurian板块的旋转模型。利用卡方统计检验的数理方法计算了朝鲜半岛与Amurian主体板块和中国华南地块的相关性,发现朝鲜半岛既不属于Amurian板块,也不属于中国华南地块,而是一个相对独立的刚性地块,能量释放量级也说明了同样的问题。结论表明:郯庐断裂带应是Amurian板块的南边界,至少是Amurian板块二级划分的边界带。

沿阿穆尔板块西边界的活动断层(蒙古领土)

阿穆尔板块西部边界在蒙古境内的空间位置尚不清楚,并且活动断层构造及其沿线地壳的应力状态研究较少。本文在沿此边界的三个区域——杭爱—肯特构造鞍部、布尔古特地块(鄂尔浑—土拉交汇处)和色楞格地块(包括色楞格凹陷和布伦—努鲁隆起),利用空间图像解译、地形起伏度分析、地质构造资料以及构造压裂和沿裂缝位移资料重建构造古应力,对活动断层进行研究。研究表明,活动断裂继承了古生代和中生代古构造的非均质性。这些断层沿着板块边界并不是单一的带,而是成簇的。它们的运动取决于走向:亚纬向断层是具有一定逆分量的左旋走滑断层,北西向断层是逆断层或逆冲断层,通常具有右旋走滑分量,海底断层是右旋走滑断层,北东向断层是正断层。位于色楞格凹陷和杭爱东部的断裂构造的活动始于上新世。逆断层和走滑断层与上新世情况不符,但多与更新世地貌相符,表明其活动年代较晚,为更新世时期。利用构造断裂和沿断裂的位移,重建活动断裂带变形末阶段的应力应变状态,结果表明断裂在最大挤压轴的北北东和北东方向上以压缩和走滑为主。只有在色楞格凹陷内,以扩张和走滑类型的应力张量为主,且在最小挤压轴的北西走向尤为显著。在南部,杭爱东部(鄂尔浑地堑)内有1个以扩张机制为主的局部区域,说明蒙古中部断裂在更新世—全新世阶段的活动以及现代地震活动主要受与印度斯坦和欧亚大陆汇聚过程相关的东北方向的附加水平挤压的控制。使研究区地壳产生走滑变形、贝加尔湖裂谷发散活动以及阿穆尔板块东南运动的另一个因素是东南方向软流圈流动对岩石圈底部的影响。阿穆尔板块和蒙古地块之间的边界在构造结构上是零碎的,代表了覆盖整个蒙古西部变形带的边缘部分。

蒙古一贝加尔裂谷区地壳构造运动的GPS研究

本文介绍了蒙古—贝加尔裂谷区的GPS观测结果、贝加尔裂谷形成的岩石圈动力学机制及Amurian板块地壳变形等方面的研究成果.GPS观测资料研究表明:贝加尔裂谷区正以4.5±1.2 mm/a的速率向两侧扩张,但对于扩张的动力源问题还有不同的认识.关于贝加尔裂谷区扩张的动力机制主要有:(1)地幔柱的上升是主要的控制因素,(2)印度板块与欧亚板块的碰撞是主控因素.作者认为贝加尔裂谷的形成是多种动力共同作用的结果,包括了贝加尔裂谷区地幔柱的上涌、印度板块与欧亚板块碰撞的远程效应及太平洋板块向欧亚板块俯冲的远程效应.GPS观测结果在很大程度上支持了Amurian板块的存在,但对板块南部、西南部边界的划分还存在很大的争议.在今后的工作中,需要在Amurian板块内部、蒙古地区、我国的华北、东北地区布设更多的GPS连续观测点,以明确限定Amurian板块的独立性、边界范围及运动特征.