【摘要】：青藏高原東緣位于中國(guó)大陸西南,在印度／歐亞板塊碰撞過(guò)程中形成了復(fù)雜的新生代構(gòu)造,是中國(guó)大陸強(qiáng)震活動(dòng)最為頻繁的地區(qū)之一,研究青藏高原東緣地殼結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)移特征對(duì)認(rèn)識(shí)青藏高原造山帶的發(fā)展及構(gòu)造活動(dòng)機(jī)制等具有重要的科學(xué)意義。重力學(xué)方法作為研究地殼結(jié)構(gòu)和地殼運(yùn)動(dòng)的重要手段由來(lái)已久且被廣泛應(yīng)用。重力場(chǎng)及其變化揭示的地下物質(zhì)屬性可以通過(guò)一定關(guān)系與地震、地磁和地表形變等多種地球物理和大地測(cè)量數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái),從而使得重力學(xué)方法具有明顯優(yōu)勢(shì)�；诖�,本文利用重力異常和重力場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化資料研究青藏高原東緣地殼結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)移。本文利用全球重力場(chǎng)模型EGM2008計(jì)算的重力異常數(shù)據(jù)獲得了青藏高原東緣均衡狀態(tài)、布格重力異常局部場(chǎng)與區(qū)域場(chǎng)、多尺度異常場(chǎng)源分布和主要構(gòu)造分布輪廓,并利用三條實(shí)測(cè)重力剖面的布格重力異常獲取了歸一化總梯度。布格重力異常與高程相關(guān)性分析結(jié)果表明,青藏高原東緣整體上處于較為均衡的狀態(tài)。趨勢(shì)分析、小波多尺度分解和重力異常相關(guān)梯度分析分別從基本格局、局部深層場(chǎng)源和構(gòu)造輪廓認(rèn)識(shí)地殼結(jié)構(gòu),結(jié)果表明,(1)龍門山.小金河斷裂和怒江斷裂南段以西地區(qū)為研究區(qū)域內(nèi)青藏高原與周邊塊體的構(gòu)造邊界：(2)緬甸微板塊的俯沖使得研究區(qū)域西南地區(qū)反映中地殼重力異常的4階小波細(xì)節(jié)呈現(xiàn)由西南向東北的正負(fù)異常雁列形分布,且這種俯沖作用影響到印支塊體和川滇菱形塊體廣大地區(qū),同時(shí)也是致使川滇菱形塊體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的重要因素；(3)5階小波細(xì)節(jié)顯示三江地區(qū)南部、川滇菱形塊體北部和巴顏喀拉塊體東北部為負(fù)異常,第一個(gè)地區(qū)與騰沖火山活動(dòng)有關(guān),后兩個(gè)地區(qū)與下地殼部分熔融有關(guān)。川滇菱形塊體南部和龍門山地區(qū)表現(xiàn)為正異常,分別是侵入地殼巖漿冷卻和青藏高原東向運(yùn)移物質(zhì)受阻累積所致；(4)巴顏喀拉塊體上下地殼間存在西深東淺逐漸向上延伸的滑脫層,東向擴(kuò)展運(yùn)移物質(zhì)沿滑脫層延伸至地表,使得龍門山隆升。鮮水河斷裂帶在中地殼具有東向傾斜特征,體現(xiàn)了川滇菱形塊體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的同時(shí)東向運(yùn)動(dòng)明顯。利用地形和大地水準(zhǔn)面數(shù)據(jù)獲取了青藏高原東緣局部均衡條件下地殼.地幔邊界(Moho)和巖石圈.軟流圈邊界(LAB),進(jìn)而利用布格重力異常數(shù)據(jù)反演計(jì)算了殼幔密度均勻條件下的Moho面深度,然后,聯(lián)合剩余重力異常數(shù)據(jù)和CRUST1.0模型P波速度結(jié)構(gòu)獲取了地殼密度結(jié)構(gòu)擾動(dòng),結(jié)果表明,青藏高原東緣羌塘塊體、巴顏喀拉塊體和川滇菱形塊體北部在局部均衡時(shí)具有巨厚的地殼和巖石圈。重力反演Moho面深度趨勢(shì)上與均衡假設(shè)的Moho基本一致,但較后者約淺10km左右,并在龍門山西北的巴顏喀拉塊體表現(xiàn)為約5km的Moho面凹陷,以及川滇菱形塊體南部5-7km的Moho面穹窿。三江斷裂以西地區(qū)的近南北向低密度異常體揭示了該地區(qū)是青藏高原地殼物質(zhì)南向流逸的重要通道。川滇菱形塊體中上地殼密度的東西向高低相間分布可能與緬甸微板塊俯沖效應(yīng)相關(guān)。青藏高原地殼東向運(yùn)移物質(zhì)受四川盆地阻擋匯集龍門山斷裂地區(qū),使得中上地殼形成北東.南西向高密度異常體。利用青藏高原東緣地表觀測(cè)的重力場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)研究了地殼物質(zhì)運(yùn)移特征。文中利用2010-2015年研究區(qū)域年尺度重力場(chǎng)累積變化和差分變化,采用基于模型緊湊約束的重力反演方法獲取了地殼物質(zhì)密度變化三維圖像,在此基礎(chǔ)上分析地殼物質(zhì)運(yùn)移特征。結(jié)果表明,密度變化以中上地殼最為顯著,巴顏喀拉塊體和川滇菱形塊體北部地區(qū)累積變化以負(fù)密度變化為主,揭示了地殼物質(zhì)向東和東南向膨脹伸展,因四川盆地的阻擋而在龍門山地區(qū)表現(xiàn)為壓縮狀態(tài)而形成地殼物質(zhì)累積。川滇菱形塊體北部的膨脹比巴顏喀拉塊體更為顯著,體現(xiàn)了兩塊體間運(yùn)動(dòng)速率的差異。強(qiáng)震發(fā)生所釋放孕震積累的物質(zhì)而使地殼密度明顯增加,同時(shí)也揭示了強(qiáng)震發(fā)生阻擋或延緩了青藏高原地殼物質(zhì)東和東南向運(yùn)移。綜合地殼結(jié)構(gòu)和地殼物質(zhì)密度變化結(jié)果解釋分析青藏高原東緣構(gòu)造活動(dòng)機(jī)理。研究區(qū)域不同構(gòu)造塊體中下地殼流動(dòng)在重大斷裂的控制下形成速度上的差異,拖動(dòng)上地殼運(yùn)動(dòng)亦表現(xiàn)為塊體間的差異性運(yùn)動(dòng),地殼物質(zhì)運(yùn)移以巴顏喀拉塊體和川滇菱形塊體北部東向擴(kuò)展和物質(zhì)膨脹效應(yīng),以及龍門上地區(qū)深部物質(zhì)累積最為顯著。東向運(yùn)移的深部物質(zhì)在滑脫層部位形成累積是汶川地震和蘆山地震的孕育主要因素。蘆山地震震級(jí)和震源位置與汶川地震顯著差異的重要因素是鮮水河斷裂的強(qiáng)烈左旋剪切使龍門山斷裂西南段累積物質(zhì)的南向遷出和東向推擠。川滇菱形塊體南部地殼明顯穹窿,且侵入地殼的巖漿活動(dòng)現(xiàn)今可能仍在持續(xù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P315.2

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本文編號(hào)：2358617