長期以來,類地行星表層構(gòu)造一直是行星科學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。研究水星表層構(gòu)造有助于直接或間接地反演水星的演化過程。得益于空間探測項(xiàng)目的開展,大量探測數(shù)據(jù)為研究水星表層構(gòu)造提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。介紹了水星表層構(gòu)造及其成因的研究進(jìn)展,包括發(fā)育于水星表層的主要地質(zhì)構(gòu)造與水星徑向收縮的關(guān)系,以及主要的地質(zhì)構(gòu)造走向和分布及其成因。最后介紹了對(duì)水星的殼層熱結(jié)構(gòu)和地殼厚度的研究進(jìn)展。 

【文章來源】：天文學(xué)進(jìn)展. 2019,37(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：17 頁

【部分圖文】：

葉狀懸崖的走向和分布[45]

其中，S表示水平收縮距離，h表示起伏，D表示斷層最大滑動(dòng)位移，θ表示斷層傾角，μ表示摩擦系數(shù)。該模型使用葉狀懸崖的起伏h來估算斷層的最大滑動(dòng)位移。用同樣的方法還可以計(jì)算出水平收縮距離。從以上公式不難看出，要研究徑向收縮，需要較精確地確定斷層傾角θ的值。式(3)闡述了斷層傾角與摩擦系數(shù)的關(guān)系。由實(shí)驗(yàn)室測定的典型摩擦系數(shù)為0.6～0.8，一般認(rèn)為最佳取值為0.65[20-22]。Sato[23]開發(fā)了一種基于應(yīng)力張量反演技術(shù)的計(jì)算機(jī)算法來計(jì)算摩擦系數(shù)。在應(yīng)用了一系列天然斷層的數(shù)據(jù)后，他計(jì)算出的摩擦系數(shù)約為0.7。而根據(jù)彈性位錯(cuò)模型，以及由實(shí)驗(yàn)室測定的典型摩擦系數(shù)，他計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的斷層傾角約為25?～30?�？紤]到Brewer等人[24]對(duì)地球上類似斷層的研究結(jié)果，Watters等人[19]將斷層傾角拓展至20?～35?。

皺紋脊(如圖1a)所示)是典型的寬、低起伏的拱形構(gòu)造，由褶皺和沖斷層組合而成，其長度多在100 km以內(nèi)，且地形起伏較小，最高處大多不超過1 km[14,15]。葉狀懸崖(如圖1b)所示)是一種線狀或弧狀構(gòu)造，其長度可從幾十千米延伸至上百千米。從平面上看，葉狀懸崖地勢(shì)起伏多變，最高處可達(dá)幾千米，其地形剖面展現(xiàn)出正面坡陡，背面舒緩的特征。目前已知最長的葉狀懸崖名為企業(yè)懸崖(Enterprise Rupes)，它的長度接近1 000 km，最高處可達(dá)3 km[14,15]。高凸浮脊(如圖1c)所示)一般可以延伸至幾百千米長，但是由于其寬度較大，所以在影像上不容易被識(shí)別。與皺紋脊和葉狀懸崖不同，高凸浮脊典型的地形剖面圖呈中間高，兩邊對(duì)稱下降的趨勢(shì)，被它們穿過的撞擊坑呈現(xiàn)破裂或變形構(gòu)造，這一構(gòu)造被解釋為是由逆斷層形成的[14,15]。目前，在水星表面的部分區(qū)域已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高凸浮脊向葉狀懸崖轉(zhuǎn)變的證據(jù)，它們共同組成了水星上最長的地質(zhì)構(gòu)造[15]。葉狀懸崖是水星表面最常見的地質(zhì)構(gòu)造，一直以來被用于分析和研究水星內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地質(zhì)活動(dòng)史及其熱演化歷史[13,15,18]。由于葉狀懸崖被解釋為水星收縮形成的沖斷層所導(dǎo)致的地表破壞，因此，Watters等人[19]提出了彈性位錯(cuò)模型，認(rèn)為可以將斷層產(chǎn)生的水平收縮距離作為斷層傾角和斷層滑動(dòng)位移的函數(shù)(見圖2)。他們據(jù)此模型研究了水星的徑向收縮，并給出了相關(guān)定義：


本文編號(hào)：3602807