喜马拉雅西构造结区深部地球物理场特征剖析(5)

来源:地球物理学进展 作者:杨辉1,2,滕吉文1,张 发表于:2010-01-13 21:15  点击:
【关健词】西构造结 重力场 电磁波场 壳、幔结构 中源
曳到了深部,在地壳上地幔存在深达岩石圈地幔的 SW 向(东部)或SE(中部)向的逆断层. 3 西构造结区构造演化的动力学数值模拟 在全球层析成像的结果方面,尚缺乏地震结构 的高精度解,尤其是对300km

曳到了深部,在地壳上地幔存在深达岩石圈地幔的
SW 向(东部)或SE(中部)向的逆断层.
3 西构造结区构造演化的动力学数值模拟
在全球层析成像的结果方面,尚缺乏地震结构
的高精度解,尤其是对300km 深度上方构造的细
节进行分析,因此,有限元等数值模拟方式的运用,
必将对于完善西构造结区动力学演化过程的研究起
到积极作用.
Burg等[37](1999)采用二维有限元模型对东、
西构造结及临近区域的地壳缩短和发生褶皱形成构
造结及其演化过程进行了数值模拟.Burg 等[38]
(2008)采用新的二维有限元方法进行模拟,仍然认
为地壳缩短可能是形成东、西构造结的力学成因,并
在热效应作用下进行了岩石圈缩短的粘性流变模型
模拟,认为岩石圈的短缩增厚不但是大陆板块缩短
的基本结果,也是有效的造山作用过程.
Negredo[39]等(2007)根据层析成像的结果对兴
都库什帕米尔地震带的几何结构和历史演变过程
进行了约束,他采用热流变模型及双向俯冲运动方
式的初始条件,分别模拟了沿着兴都库什和帕米尔两
个界面上的温度分布及脆性变形应力场的演变情况.
其它的数值模拟过程(Beaumont等[40],2001)
多是将喜马拉雅构造结的演变过程融合到喜马拉雅
整体乃至整个青藏高原的演化过程中,这样固然考
虑了构造结在整体演化过程中所起的作用,以及它
个体的演化与整体演化之间的相互影响,但不可避
免地会使得不占主要构造方式的构造结在模拟中失
1981
地 球 物 理 学 进 展24卷 
去了它自身的特点,无法更好地描述演化过程中所
发生的一些细节现象,而这些细节现象往往对于数
值模拟过程的完善有着重要的作用.
4 讨 论
从前面的工作可以看出,正是由于西构造结区
岩石圈构造的极端复杂性以及在不同演变阶段所具
有的强烈变化特征,导致了该区断层位置、逆冲方向
等因素的不明确性,从而对它的深部构造以及不同
时期的动力学演化研究带来了极大的困难,也给地
球物理工作带来了很多相互矛盾的解释.
从空间分布上看,已有的研究工作主要集中在
喜马拉雅和青藏高原的中段和北部,东、西构造结的
研究相当薄弱.特别是近年来的研究揭示出喜马拉
雅西构造结及周围地区的构造与其它地区存在着显
著的差别.西构造结区在地表展现的是青藏高原地
壳缩短量最大的区域,而其深部有着明显而集中的
中、深源地震发生和发展.为此,当今还没有哪个动
力学模型能够做出较为完美的回答.
4.1 西构造结区中源地震带的几何结构和物理场
效应
重力均衡异常场数值的变化幅度通常是伴随着
新构造运动的增加而变大,重力均衡异常的破坏与
地震活动性之间存在着一定的耦合关系.均衡理论
绝对值越大,则表明该处地壳越是处在不均衡的状
态,绝对值小或接近于零,则该处地壳是处于基本均
衡或均衡的状态.地壳不均衡,则意味着地壳是不稳
定的,就会存在可能向上或向下以及侧向的不稳定
运动过程.地壳的不稳定运动,也就存在着地震可能
“孕育”的过程.
西构造结地区地震活跃地区,其地震集中区域
同时也是均衡异常绝对值高和水平梯度亦高的地
段,或是异常走向变化、均衡状态明显变化的地区.
这些区域同时也是板块边界和主要构造带边界,因
此强烈的正负相间的异常条带表明:该区域构造活
动剧烈,存在着复杂的破坏均衡的地壳应力条件.该
区均衡重力异常表现出中短波长的性质,主要反映
了西构造结区下方地壳上地幔的物质密度不均匀
性,容易引起地壳失稳和物质调整等动力学过程,进
而存在着地震密集成带现象.因此,在研究地壳、上
地幔结构和应力状态时,采用均衡重力异常场会有
较好的效果,高精度重力场的观测对揭示深处地震
“孕育”、发生和发展有着很好的参考和借鉴作用,而
对于整个地幔结构和应力研究应采用均衡大地水准
面异常场.遗憾的是,在西构造结区所开展的深部地
球物理工作中,将重力均衡场与地震活动性相联系
的工作,由于重力资料的匮乏和保密性原因,开展得
很少,而至今鲜见报道.
由前文的研究进展可以看出,对兴都库什帕米
尔中源地震带的几何关系总体上存在着两种解释,
因而对其起源也引发出了不同的认识:一部分学者
(Chatelain 等[22],1980;Ni 和Fan[25],1989;
Burtman和Molnar[41],1993)认为帕米尔下方的地
震带与兴都库什下方的地震带有着不同的源,通常
认为印度板块向北的俯冲造成了兴都库什地震带,
而欧亚板块向在帕米尔下方南向的俯冲则引发了帕
米尔地震带;有一部分学者(Billington等[20],1977;
Vinnik等[21],1977;Pegler和Das[28],1998)认为这
是同一个地震带,但是发生了扭曲;也有少部分学者
(Beloussov等[42],1980)认为在兴都库什与帕米尔
下方不存在简单的俯冲机制,但同时也认为该区地
震带是印度板块和欧亚板块的碰撞所致.
总的说来,关于西构造结区域中源地震带的形
成过程,虽然有着不同的认识,但对于它形成的力学
根源,基本认同它是由于板块的碰撞造成的.从重力
异常场也可以看出,西构造结及邻近地区的布格重
力异常与岛弧或者山脉型汇聚带类似,并显示出了
与地表地质有很好的对应关系.而均衡异常场的强
烈正负交织则意味着该区域下方存在着复杂的构造
活动.正是在印度与欧亚板块碰撞所形成的挤压应
力场作用下,在中亚地区复杂的板块构造条件下,不
同时期不同物质先后参与了岛弧大陆、大陆大陆(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)
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