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基于贝叶斯方法的地壳厚度定量估算

地质科学 2024年第2期59卷 522-534页

作者：郑辉葛粲张明明顾海欧孙贺汪方跃李修钰合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009 合肥工业大学矿集区立体探测实验室合肥230009 合肥工业大学安徽省矿产资源与矿山环境工程技术研究中心合肥230009 安徽省地质调查院合肥230001

大陆地壳一直以来都扮演着记录过去40亿年地球演化历史的重要角色。现代板块汇聚边界形成的岩浆岩地球化学特征与岩浆活动时的地壳厚度高度相关,因此,一系列地球化学指标可作为地壳厚度的优秀示踪剂。然而,由于岩浆岩地球化学组成的复杂... 详细信息

大陆地壳一直以来都扮演着记录过去40亿年地球演化历史的重要角色。现代板块汇聚边界形成的岩浆岩地球化学特征与岩浆活动时的地壳厚度高度相关,因此,一系列地球化学指标可作为地壳厚度的优秀示踪剂。然而,由于岩浆岩地球化学组成的复杂性,准确量化过去地质时期地壳厚度一直是一项具有挑战性的任务。本文基于地球化学大数据,运用贝叶斯方法,建立了一个利用多种地化指标(CaO、K_(2)O、MnO、Dy、Ho、Lu、Y、Sr/Y、Ce/Y、La/Yb、Sm/Yb、Dy/Yb)定量估算地壳厚度的贝叶斯模型。利用中新世以来(地壳厚度提供了更准确的估计。利用该模型重建了新生代拉萨地块地壳厚度变化,重建结果表明,拉萨地块在50~30 Ma经历了多阶段地壳增厚,最终形成如今的巨厚地壳。

关键词：地壳厚度大数据贝叶斯地球化学定量估算

中拉萨地体当惹雍措锆石微量元素特征及其对地壳厚度演化的指示

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地学前缘 2024年

作者：刘晓惠刘一珉丁林郭晓玉黄兴富李蕙琳高锐中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境重点实验室桂林理工大学地球科学学院中山大学地球科学与工程学院中国石油大学(北京)地球物理学院油气资源与工程全国重点实验室南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

拉萨地体位于青藏高原南部，是全球地壳厚度最大的区域之一。然而，拉萨地体地壳增厚的时间和过程仍存在一定争议。锆石的微量元素特征受控于锆石与其他微量元素载体矿物之间的共生关系，即不同矿物的分配系数不同，因此，锆石微量元素... 详细信息

拉萨地体位于青藏高原南部，是全球地壳厚度最大的区域之一。然而，拉萨地体地壳增厚的时间和过程仍存在一定争议。锆石的微量元素特征受控于锆石与其他微量元素载体矿物之间的共生关系，即不同矿物的分配系数不同，因此，锆石微量元素可用于定量重建地壳厚度。本研究对来自中拉萨地体当惹雍措地区的岩浆岩及沉积岩中的锆石开展了U–Pb年代学及微量元素地球化学研究。利用锆石的Eu异常对地壳厚度进行定量重建，结果显示中拉萨地体在侏罗纪至新近纪期间，经历了两次地壳减薄（150–130 Ma和85–65 Ma）和两次地壳增厚（130–85 Ma和65–15 Ma）事件。在150–130 Ma期间，中拉萨地体地壳减薄主要与班公湖-怒江洋的板片回撤有关。在130–85 Ma期间，由于新特提斯洋的向北俯冲以及班公湖-怒江洋的向南俯冲，中拉萨地体发生了地壳增厚。在85–65 Ma期间，新特提斯洋的板片回撤及弧后拉张导致中拉萨地体再次发生地壳减薄。在65–15 Ma，印度与亚欧板块的碰撞及后续挤压作用，导致中拉萨地体地壳再次加厚。

关键词：青藏高原中拉萨地体地壳厚度锆石U-Pb年龄锆石微量元素

基于接收函数方法研究广东地区地壳厚度与泊松比

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地震研究 2024年第2期47卷 212-222页

作者：李其栋谢卓娟应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085 复合链生自然灾害动力学应急管理部重点实验室北京100085

选取广东地区49个固定地震台站记录到的远震资料,采用时间域迭代反褶积法提取P波接收函数,利用Н-к叠加法获得台站下方的地壳厚度与泊松比。结果表明:①广东地区地壳厚度在24.8~31.0 km,平均值为28.3 km,自西北往东南减薄,呈区域性带... 详细信息

选取广东地区49个固定地震台站记录到的远震资料,采用时间域迭代反褶积法提取P波接收函数,利用Н-к叠加法获得台站下方的地壳厚度与泊松比。结果表明:①广东地区地壳厚度在24.8~31.0 km,平均值为28.3 km,自西北往东南减薄,呈区域性带状分布特征,可能与研究区内山脉隆起、平原和山地相间的地质构造相关。②研究区泊松比为0.220~0.287,平均值为0.244,泊松比北部偏高、南部偏低,沿海地区高于内陆地区,具有区域性块状分布特征,可能与地壳主要深大断裂切割的地质块体有关。③地壳厚度和泊松比分布与断裂的分布有较好的对应关系,并在断裂附近变化明显。④地壳厚度与泊松比呈负相关,可能与古太平洋板块在地壳演化过程中向广东大陆方向推进,幔源物质进入地壳,在地壳深部存在部分熔融,从而导致地壳岩石中镁铁成分含量上升引起的泊松比升高有关。

关键词：广东地区接收函数地壳厚度泊松比

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郯庐断裂带中南段地壳厚度与泊松比研究

地球物理学报 2023年第3期66卷 1036-1049页

作者：陈立艺王未来蔡光耀中国地震局地球物理研究所北京100081

郯庐断裂带中南段与西太平洋板块俯冲以及华北克拉通破坏密切相关,研究其深部结构对于了解郯庐断裂带构造演化过程、强震的孕震机制具有重要意义.本文利用密集台阵波形资料,采用接收函数H-κ叠加方法获得郯庐断裂带中南段的地壳厚度和... 详细信息

郯庐断裂带中南段与西太平洋板块俯冲以及华北克拉通破坏密切相关,研究其深部结构对于了解郯庐断裂带构造演化过程、强震的孕震机制具有重要意义.本文利用密集台阵波形资料,采用接收函数H-κ叠加方法获得郯庐断裂带中南段的地壳厚度和泊松比.结果显示,郯庐断裂带中南段的地壳厚度分布以庐江和新沂为分段点呈现出与地质构造相关的南北向分段特征:南段的断裂带西侧的地壳厚度比东侧厚约5 km,中段的断裂带两侧厚度差异减小至约3 km,而北段则表现为断裂带下方隆起特征.郯庐断裂带沿线的地壳泊松比较高,推测是地幔物质的热侵蚀和化学侵蚀所致.根据艾里地壳均衡理论,南段地壳厚度与地表高程相关,基本符合艾里地壳均衡模型;而中段两侧地表高程基本相同,两侧地壳厚度差异表明不符合艾里地壳均衡模型,可能与断裂带西侧的华北克拉通岩石圈比东侧扬子克拉通岩石圈具有更高密度有关,高密度岩石圈产生向下“拖拽力”导致莫霍面相对理论值偏深;北段的莫霍面也偏深,与中段断裂带西侧情况类似,该区域基本位于华北克拉通块体.在郯城地震破裂范围内,存在莫霍面的不平滑过渡、活动块体的边界带以及断裂的分叉与交汇这三类结构特征.在上述结构特征的区域应力更集中,从而孕育产生了1668年郯城8.5级地震.

关键词：郯庐断裂带中南段 H-κ叠加地壳厚度泊松比郯城8.5级地震

中国大陆东南缘地壳厚度与泊松比及其构造意义

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地学前缘 2023年第5期30卷 408-419页

作者：李强吴建平中国地震局地球物理研究所北京100081 福建省地震局福建福州350003

自中生代以来,中国大陆东南缘经历了复杂的构造演化过程,尤其是晚中生代发生了剧烈的岩浆活动。研究该区域下方的地壳厚度和泊松比,有助于增进对壳幔相互作用及其动力学过程的理解。本文利用中国大陆东南缘90个固定地震台站(包括88个福... 详细信息

自中生代以来,中国大陆东南缘经历了复杂的构造演化过程,尤其是晚中生代发生了剧烈的岩浆活动。研究该区域下方的地壳厚度和泊松比,有助于增进对壳幔相互作用及其动力学过程的理解。本文利用中国大陆东南缘90个固定地震台站(包括88个福建台站和2个中国台湾台站)的远震数据,使用P波接收函数H-κ叠加方法,获得了台站下方附近的地壳厚度和平均泊松比,并结合前人的流动观测结果,给出了高分辨率的地壳厚度和泊松比分布图像。结果表明:研究区地壳厚度为28.0~34.1 km,平均厚度31.0 km;地壳泊松比变化范围为0.22~0.29,平均值为0.26。区内莫霍面变化较为平缓,整体表现为由内陆向沿海减薄,局部地区存在一定的起伏,部分断裂带两侧差异显著。中国大陆东南缘的沿海地区不属于陆壳和洋壳的过渡区,其属性主要为减薄型的陆壳区。福安-南靖断裂带为该区域内一条极为重要的断裂带,其东侧沿海地区的泊松比与地壳厚度呈正相关,而西侧为负相关,东侧地区泊松比整体上高于西侧的内陆地区,可能与沿海地区晚中生代岩浆底侵作用及壳内低速薄层发育有关。

关键词：中国大陆东南缘接收函数地壳厚度泊松比福安—南靖断裂带

兴蒙造山带阿尔山火山群地壳厚度与波速比研究

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地震学报 2022年第6期44卷 949-960页

作者：张雅茜吴庆举张瑞青白兰淑中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081

利用架设在我国东北地区阿尔山火山区的宽频带流动地震台站记录的远震波形数据,采用P波接收函数H-κ叠加扫描方法,得到了阿尔山火山区的地壳厚度和平均波速比。结果显示:阿尔山地区的地壳厚度范围为33.9—37.9 km,整体呈西北厚东南薄的... 详细信息

利用架设在我国东北地区阿尔山火山区的宽频带流动地震台站记录的远震波形数据,采用P波接收函数H-κ叠加扫描方法,得到了阿尔山火山区的地壳厚度和平均波速比。结果显示:阿尔山地区的地壳厚度范围为33.9—37.9 km,整体呈西北厚东南薄的特点,火山带附近地壳较薄;地壳平均波速比范围为1.73—1.83,主要有柴河镇—明水河镇、伊敏德仁北部和天池镇三处高波速比区。结合前人研究结果推断,阿尔山火山区薄的地壳和高波速比值可能是由地幔物质上涌、玄武岩浆底侵下地壳所致。

关键词：阿尔山火山区接收函数 H-κ叠加地壳厚度波速比

接收函数、面波与重力联合约束地壳厚度与波速比

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地震学报 2022年第6期44卷 935-948页

作者：任志远李永华强正阳石磊中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081

提出了一种利用接收函数、面波频散和重力数据联合约束地壳厚度、vP/vS和平均P波速度的改进方法,并基于两种地壳模型对改进后的方法进行了验证。结果显示,改进后的方法不仅可以提高地壳厚度和波速比的估计精度,还能更准确地估计地壳平均... 详细信息

提出了一种利用接收函数、面波频散和重力数据联合约束地壳厚度、vP/vS和平均P波速度的改进方法,并基于两种地壳模型对改进后的方法进行了验证。结果显示,改进后的方法不仅可以提高地壳厚度和波速比的估计精度,还能更准确地估计地壳平均P波速度。在此基础上,将该方法应用于华南地区两个固定台站的地壳结构分析,相关结果也证实了该方法在确定地壳结构中的可行性。

关键词：接收函数面波频散重力联合约束地壳厚度波速比地壳平均P 波速度

利用远震接收函数研究华北克拉通北部造山带地壳厚度及泊松比

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地震学报 2022年第3期44卷 357-373页

作者：刘嘉栋丁志峰武岩姜磊中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081

对2006年10月—2009年9月华北克拉通北部太行山—燕山造山带及相邻区域115套宽频带流动台和6套甚宽频流动台的接收函数数据,使用预测反褶积方法进行处理,消除沉积层的影响;然后利用谐波校正的H-κ-c叠加方法,得到了华北克拉通北部造山... 详细信息

对2006年10月—2009年9月华北克拉通北部太行山—燕山造山带及相邻区域115套宽频带流动台和6套甚宽频流动台的接收函数数据,使用预测反褶积方法进行处理,消除沉积层的影响;然后利用谐波校正的H-κ-c叠加方法,得到了华北克拉通北部造山带及邻近区域消除地壳S波方位各向异性及倾斜界面影响的地壳厚度及泊松比。研究结果表明,研究区地壳厚度呈现西厚东薄的整体特征,地壳厚度与地形存在高度相关性,且基本符合艾里(Airy)均衡理论。西部陆块泊松比较低,表明其相对稳定,中部造山带和东部陆块的泊松比分布不均匀,可能遭受过复杂的改造过程。结合前人的研究结果,推测怀来—延庆盆地及唐山南部存在地壳部分熔融和上地幔物质的上侵,石家庄北部存在下地壳拆沉,保定—房山一带下地壳拆沉后,受伸展作用影响遭遇地幔物质底侵。不同区域地壳结构的差异性导致了谐波矫正前后研究区地壳厚度及平均泊松比变化的分布不同。

关键词：华北克拉通接收函数 H-κ-c 叠加预测反褶积地壳厚度泊松比

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华蓥山断裂带及邻区的地壳厚度和泊松比研究

云南大学学报（自然科学版） 2023年第S1期45卷 354-366页

作者：王瑶杨海燕彭恒初云南大学地球科学学院地球物理系云南昆明650500

华蓥山断裂带是四川盆地南部最大的活动断裂带,近年来该断裂带及周边地区发生过多次中强地震.地壳结构是揭示区域深部动力特征和孕震背景的重要手段,目前对四川盆地南部地壳结构仍了解不足.利用华蓥山断裂及其邻区223个台站记录的远震资... 详细信息

华蓥山断裂带是四川盆地南部最大的活动断裂带,近年来该断裂带及周边地区发生过多次中强地震.地壳结构是揭示区域深部动力特征和孕震背景的重要手段,目前对四川盆地南部地壳结构仍了解不足.利用华蓥山断裂及其邻区223个台站记录的远震资料,提取了23961条P波接收函数,采用接收函数的时深转换技术获取莫霍面深度,计算了Moho面产状,并收集现有的地壳各向异性参数,开展倾斜层状、各向异性地壳中的H-k叠加扫描技术,获得了研究区的地壳厚度和泊松比分布.结果表明:松潘—甘孜块体地壳厚度达54~63 km,川中地块地壳厚度在42~48 km,华蓥山断裂东侧地壳最薄,仅有36~39 km.泊松比值最高出现在四川盆地西南缘(0.28~0.32),认为与地表沉积层和峨眉山大火成岩省岩浆活动有关;华蓥山断裂两侧的地壳泊松比存在明显差异,西侧泊松比为0.26~0.28,表明了四川盆地的刚性特征;东侧存在明显的NE—SW向展布的近条带状高泊松比区域(σ>0.28),推测其壳内岩石破碎且富含流体.

关键词：接收函数地壳厚度泊松比 H-k叠加倾斜莫霍面各向异性