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青藏高原东南缘存在连通的下地壳流吗?

北京大学学报（自然科学版） 2023年第3期59卷 395-406页

作者：宁铄现陈永顺北京大学地球与空间科学学院北京100871 南方科技大学海洋科学与工程系深圳518055

利用国家数字地震台网的137个固定台站以及332个ChinArray流动台站的数据,基于背景噪声和远震面波成像方法,共同约束瑞利面波相速度,并通过非线性方法(马尔科夫链蒙特卡洛方法)反演青藏高原东南缘的地壳三维剪切波速度结构。反演结果表... 详细信息

利用国家数字地震台网的137个固定台站以及332个ChinArray流动台站的数据,基于背景噪声和远震面波成像方法,共同约束瑞利面波相速度,并通过非线性方法(马尔科夫链蒙特卡洛方法)反演青藏高原东南缘的地壳三维剪切波速度结构。反演结果表明,青藏高原东南缘存在大范围连通的下地壳流,表现为下地壳存在连通的波速小于3.55km/s的近水平的剪切波低速区,且与地表地形有很好的对应关系。推断青藏高原东南缘存在3支连通的地壳流,第一支位于攀枝花一带以西,第二支位于攀枝花一带以东,第三支位于攀枝花一带的下地壳。来自青藏高原的下地壳流受到四川块体坚硬下地壳的阻挡而转向,通过峨眉山一带向南流动,与第三支通过峨眉山大火成岩省(ELIP)内带(攀枝花一带)向南流动的下地壳流一起,改造了峨眉山大火成岩省中带南部的下地壳,并使地壳增厚。推断青藏高原东南缘连通的下地壳流的南端目前大约在北纬24°附近,并将随着时间的推移向南迁移,即通过下地壳流导致该地区地壳增厚的范围也随时间的推移向南扩展。

关键词：青藏高原地壳流面波层析成像峨眉山大火成岩省

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四川及邻区地壳流与动力特征研究

中国地震 2014年第4期30卷 475-489页

作者：范军朱介寿江晓涛吴朋杨宜海成都理工大学四川省地震局成都市人民南路三段29号610041

利用四川地震台网区域地震台站和布设于该地区的流动地震台站的宽频带地震资料,采用接收函数反演等方法,对四川及邻区地壳流动与动力作用特征进行研究。结果表明,四川盆地地壳及上地幔速度显著高于青藏高原东缘。盆地中地壳vS值达3.6-3.... 详细信息

利用四川地震台网区域地震台站和布设于该地区的流动地震台站的宽频带地震资料,采用接收函数反演等方法,对四川及邻区地壳流动与动力作用特征进行研究。结果表明,四川盆地地壳及上地幔速度显著高于青藏高原东缘。盆地中地壳vS值达3.6-3.8km/s,上地幔vS值为4.5-4.8 km/s,且地壳内无低速层,岩性上显示为刚强的地块。青藏高原东缘各台站的vS断面最显著的特征是速度值很小,中地壳vS平均值为3.0-3.4 km/s,上地幔vS值为4.0-4.5km/s。地壳内普遍存在低速层,大部份低速层位于深度20-40km的中地壳,在深度为10-20km的上地壳及40-60km的下地壳中,也出现少量的低速层。受印度板块向北推移的影响,青藏高原东缘在向东运动的过程中受到坚硬的四川盆地的阻挡,产生向南及南东运动。这些运动过程的产生是由于研究区受到较为复杂的力的作用。正是在这些力的作用下,青藏高原东缘成为地质构造复杂、地震活动强烈的地区。低速的地壳流受到刚强的四川盆地的阻挡出现拆层现象,并拆分为向上及向下的2或3支分流。向上的分流侵入上地壳引起地表隆升,形成陡峭的高峰。向下的分流侵入下地壳以至上地幔,使地壳加厚莫霍界面下沉。青藏高原东缘地壳流主要沿活动断裂带上分布。它从青藏高原东缘中部羌塘地块流出,主流沿北西南东的鲜水河断裂带流动,然后转向南北沿安宁河及小江断裂向南。在研究区域的北部,还有1支北东向及东西向到龙门山的地壳流。

关键词：四川及邻区接收函数地壳流动力特征

青藏高原东南缘深部地壳流与地磁日变化短时畸变源电流的联系

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地球物理学报 2020年第10期63卷 3804-3817页

作者：章鑫姚丽冯志生广东省地震局地震监测与减灾技术重点实验室广州510070 中国地震台网中心北京100045 江苏省地震局南京210014

在青藏高原东南缘,前人使用大地电磁探测和地震学方法得出的结果都揭示了可能存在部分熔融状态的地壳流,而这种地下熔融体与周围物质的作用可能引起了地下强电流异常,进一步导致地表地磁响应.基于连续的地磁观测,发现2018年7月31日在川... 详细信息

在青藏高原东南缘,前人使用大地电磁探测和地震学方法得出的结果都揭示了可能存在部分熔融状态的地壳流,而这种地下熔融体与周围物质的作用可能引起了地下强电流异常,进一步导致地表地磁响应.基于连续的地磁观测,发现2018年7月31日在川滇块体周边出现大范围的地磁Z分量日变化短时畸变,畸变发生后100天内发生了4次5级以上地震.为了定量研究这一现象,本文基于Biot-Savart定理和采用SVD(Singular Value Decomposition,奇异值分解)的阻尼最小二乘法对地磁日变化短时畸变数据开展反演.结果显示:(1)以大地电磁测深给出的电性模型作为初始条件,反演得到的电流强度为3700~5000 A,有效深度为25~60 km;(2)地下畸变电流的空间分布位置和深度和地下电性高导体分布一致,与前人给出的地壳流位置吻合;(3)地壳流偶然微小运动可能引起了大范围的强电流,这种短时存在的高强度电流沿高导带分布,可能是地磁日变化短时畸变的源电流;(4)推测深部地壳流的运动具有传递应力作用,参与诱发了100天内发生多次5级以上地震.对源电流进行反演的定量化工作,以地下电流的方式佐证了可能存在地壳流.

关键词：青藏高原东南缘地壳流地磁日变化短时畸变源电流

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青藏高原东缘地壳流的有限元模拟

青藏高原东缘地壳流的有限元模拟

2017中国地球科学联合学术年会

作者：尹力罗纲中国科学院计算地球动力学重点实验室地球科学学院中国科学院大学

大量的地球物理和地质研究结果表明,青藏高原东部存在软弱中下地壳,并提出了通道流(Chanel Flow)的动力学模式,但是在数值模拟上对通道流的流动速度、通道厚度及流动距离等关键因素的影响并没有给出定量的研究。我们构建了二维粘弹塑性... 详细信息

大量的地球物理和地质研究结果表明,青藏高原东部存在软弱中下地壳,并提出了通道流(Chanel Flow)的动力学模式,但是在数值模拟上对通道流的流动速度、通道厚度及流动距离等关键因素的影响并没有给出定量的研究。我们构建了二维粘弹塑性有限元模型来模拟青藏东缘跨龙门山断层带的构造挤压缩短的地质背景。模型的生震上地壳是弹塑性的(Schizosphere),而中下地壳和上地幔是Maxwell粘弹性的(Plastosphere)。我们探讨了通道流的流动范围、流动速度及粘度对应力应变分布与短期地表隆升变形的影响。研究结果显示:1)青藏高原东部的中下地壳流已经扩展至龙门山下方,在地壳流的前沿由于受到坚硬的四川盆地的阻挡,流动速度从西至东逐渐降低,中下地壳物质在龙门山下方堆积并产生抬升;2)地壳流的厚度、流动速度均能影响地表垂向变形速率,通过模拟及观测数据的约束,通道流厚度为20 km左右,且地壳流速度约为100 mm/yr时,模拟结果能够得到很好的地表变形拟合效果;3)产生地壳流的中下地壳物质粘度较低,约为100Pa s,此时中下地壳与上地壳存在弱耦合的关系,中下地壳相对于上地壳发生相对的解耦运动。研究结果反映了当今青藏东部的深部地壳可能存在的动力学状态,并且对挤压缩短构造背景下的其它地区地壳流的存在与否及其研究具有一定的参考意义。

关键词：青藏高原东缘地壳流粘弹塑性有限元模拟

来源： cnki会议评论

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青藏高原东北缘基于W2度量的全波形成像

地球物理学报 2024年第3期67卷 843-854页

作者：董兴朋杨顶辉蒙伟娟中国地震局地质研究所北京100029 清华大学数学科学系北京100084

本研究收集青藏高原东北缘区域114个宽频带地震台站记录到的50个区域地震事件波形数据,采用基于二次Wasserstein(W2)度量的全波形成像方法,获得了10~100 s频带下该区域的高分辨率壳幔结构图像.结果显示,秦岭造山带中下地壳呈高速特征,... 详细信息

本研究收集青藏高原东北缘区域114个宽频带地震台站记录到的50个区域地震事件波形数据,采用基于二次Wasserstein(W2)度量的全波形成像方法,获得了10~100 s频带下该区域的高分辨率壳幔结构图像.结果显示,秦岭造山带中下地壳呈高速特征,表明高原内部弱物质未流入此处;而从松潘—甘孜地块跨过昆仑断裂至秦祁地块内的中下地壳呈现低S波速、正径向各向异性(V_(SH)>V_(SV))和高泊松比异常,暗示深部地壳物质存在水平流动.在秦祁地块中部,深部地壳高速特性及负径向各向异性(V_(SH)地壳流在此处已终止.此外,龙日坝断裂在深部岩石圈表现为显著的结构异常分界线,其可能代表了扬子块体西向楔入青藏高原的最前缘.

关键词：青藏高原东北缘 Wasserstein度量波形反演地壳流径向各向异性泊松比

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青藏高原错那-沃卡裂谷中部电性结构及其动力学意义

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地学前缘 2022年第2期29卷 393-401页

作者：薛帅卢占武李文辉王光文王海燕梁宏达中国地质科学院地质研究所自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000

藏南裂谷作为青藏高原最显著的伸展构造样式之一,是研究高原生长过程的重要窗口,但目前其深部成因机制仍存在较大争议。本文利用沿错那-沃卡裂谷中部的大地电磁数据,分析裂谷区域的大地电磁测深曲线特征和相位张量,并通过三维大地电磁... 详细信息

藏南裂谷作为青藏高原最显著的伸展构造样式之一,是研究高原生长过程的重要窗口,但目前其深部成因机制仍存在较大争议。本文利用沿错那-沃卡裂谷中部的大地电磁数据,分析裂谷区域的大地电磁测深曲线特征和相位张量,并通过三维大地电磁反演获得邛多江地堑和沃卡地堑深部电性结构。三维大地电磁反演结果显示,沃卡地堑和邛多江地堑深部存在一条连续的显著高导异常,并呈现“俯冲”形态,且上覆高阻结构体,而在邛多江地堑两侧浅部则分布低阻异常。结合早期的研究结果,本文支持错那-沃卡裂谷深部的高导异常为地壳部分熔融,可能与南向地壳流相关,并研究认为在南北向持续挤压作用下,裂谷下方的弱地壳层,通过解耦上地壳和下部地壳,促进了藏南裂谷系的发育。

关键词：错那-沃卡裂谷大地电磁藏南裂谷电性结构地壳流伸展构造

青藏高原东部存在下地壳物质流——高原隆升与地壳形变的大地电磁学证据

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中国科学基金 2010年第5期24卷 303-304,317页

作者：于晟马晓冰国家自然科学基金委员会地球科学部北京100085

近日，中国科学院地质与地球物理研究所白登海研究员等发表在NATURE GEOSCIENCE上的题为“Crustal deformation of the eastern Tibetan plateau revealed by magnetotelluric imaging”的文章引起了科学界广泛关注。2010年4月14日，NATURE CHINA将此项研究成果列为今年地学研究的亮点之一，指出“高导的下地壳意味着含有更多的流体，就使得其在地质年代尺度上可以流动。

关键词：青藏高原大地电磁测深地壳流地壳形变

小江断裂带系统深部物质运移机制及孕震环境:来自大地电磁阵列数据的证据

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中国科学：地球科学 2022年第6期52卷 1132-1150页

作者：余年王绪本李德伟李鑫王恩慈孔文新李天阳重庆大学电气工程学院重庆400044 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 成都理工大学地球物理学院成都610059 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

位于青藏高原东南边界的小江断裂带系统构造运动强烈,是研究和检验高原物质运移模式及其构造响应的理想场所.研究基于横跨该断裂系统的宽频大地电磁和长周期大地电磁阵列观测数据,通过三维反演构建了岩石圈三维精细电性结构模型.模型显... 详细信息

位于青藏高原东南边界的小江断裂带系统构造运动强烈,是研究和检验高原物质运移模式及其构造响应的理想场所.研究基于横跨该断裂系统的宽频大地电磁和长周期大地电磁阵列观测数据,通过三维反演构建了岩石圈三维精细电性结构模型.模型显示,中上地壳走滑断裂之间存在三条明显的南北向高阻分界线,可能为峨眉山大火成岩省被新生代地壳构造活动破坏和改造的残留;中下地壳呈现显著的低阻特征,并向下延伸至上地幔深度.分析表明,中上地壳低阻体可以用含盐水流体和高导矿物质(如石墨、金属硫化物)共同来解释,而视无水矿物质中的结构水和部分熔融是下地壳和上地幔低阻可能的成因.基于区域内地震活动和电性结构的空间分布特征,可将小江地区地震分为构造地震、地表无活动断裂地震和无明显分布规律地震三类,主要由构造活动、流体运移和应力场调整等因素协同作用影响.研究认为地震与深部流体之间存在相互促进的关系:一方面,流体的存在可显著降低断裂带内的摩擦力,促进断裂运动,从而诱发地震;另一方面,地震活动和长期的走滑/剪切活动可产生热量并增强流体连通性,从而降低地壳强度,促进流体的运移.基于成像结果,认为小江断裂带系统现今深部构造活动呈现为中上地壳沿走滑断裂刚性挤出、中下地壳以地壳通道流方式塑性蠕动、上地幔存在上涌的复杂模式.结合前人研究成果,推测来自青藏高原的壳内弱物质流经川滇地块时受到峨眉山古地幔柱活动改造的岩石圈和华南地块阻挡,沿小江断裂带系统转向西南方向,穿过红河断裂带后进入印支地块.

关键词：小江断裂带大地电磁测深孕震环境峨眉山古地幔柱地壳流

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滇东北地区三维电性构造研究

地球物理学报 2023年第7期66卷 2860-2874页

作者：梁萱唐新功余俊虎胡文宝 “油气资源与勘探技术”教育部重点实验室(长江大学) 武汉430100

滇东北地区位处不同构造分区的交界地带,发育有多样的断裂构造,其中昭通—鲁甸断裂和小江断裂带的部分区段均具备积累高应力的条件,具有较强的孕震潜力.本文基于覆盖巧家、东川、鲁甸等地区采集的区域大地电磁阵列观测数据,通过大地电... 详细信息

滇东北地区位处不同构造分区的交界地带,发育有多样的断裂构造,其中昭通—鲁甸断裂和小江断裂带的部分区段均具备积累高应力的条件,具有较强的孕震潜力.本文基于覆盖巧家、东川、鲁甸等地区采集的区域大地电磁阵列观测数据,通过大地电磁三维反演,获得了该地区的三维电性结构的水平和垂直切片,完整地揭示了滇东北地区的深部电性结构特征.反演结果表明,昭通—鲁甸断裂在10 km深度以内发育有多个局部高阻区,小江断裂带的巧家—东川段的东侧、东西两支交汇处在上地壳均表现为高阻,这些区域均展示出更强的孕震能力.根据低阻异常的分布,推测昭通—鲁甸断裂和小江断裂下方的低阻构造在中下地壳的多个位置发生连通.本文将研究区的地表热流、岩石圈有效弹性厚度、地震与电性结构结合分析,推测在滇东北深部低阻层可能存在下地壳流,并且下地壳流的塑性流动为鲁甸的地震活动提供了深部动力来源.

关键词：大地电磁测深(MT) 三维电性构造昭通-鲁甸断裂带小江断裂带地壳流地震

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