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活动地块与连续变形

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东南西北人 发表于 2015-5-27 21:58:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
上一期给大家介绍了大陆“连续变形”与“非连续变形”理论。这一期主要基于GPS观测数据为大家介绍中国大陆内部变形特征,以及基于中国活动地块提出的连续变形模型,供大家参考。
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1. GPS形变测量得到的主要活动断裂滑动速率
1.1 雅鲁藏布江断裂
雅鲁藏布江断裂沿印度与欧亚板块碰撞的缝合带发育,研究程度低,到目前为止没有关于该断裂活动性的报导。一般认为该断裂的晚第四纪活动不强。由于雅鲁藏布江断裂以北的测站向东的运动速度大于断裂南盘测站的向东运动速度,所以雅鲁藏布江断裂具有现今活动性,其运动方式为右旋走滑,速率为(5.0±3.0)mm/a。【mm/a意思为:毫米每年】

1.2 嘉黎断裂
嘉黎断裂是班公湖-嘉黎断裂的东段,该断裂位于青藏高原南部,被认为是青藏高原主体向东挤出的南边界。断裂沿青藏公路一线的滑动速率为(3.5±1.5)mm/a。

1.3 昆仑断裂
昆仑断裂是青藏高原内部的一条重要断裂。2001年11月21日沿该断裂在昆仑山口西发生8.1级强震,形成了长达超过300km的地表断裂带,最大左旋位移达6m。根据青藏高原上各观测站相对于柴达木的GPS速度矢量得到:昆仑断裂的滑动速率为811mm/a。

1.4 阿尔金断裂
阿尔金断裂是青藏高原北部边界的一条重要的活动左旋走滑断裂,但它的滑动速率有较大的分歧。有学者认为可以达到2030mm/a,但是普遍认为是低滑动速率,57mm/a。

1.5 祁连山-海原断裂带
祁连山位于青藏高原东北边缘,GPS观测结果表明祁连山正在遭受的挤压变形是均匀的,位移矢量在南祁连最大,向北逐渐减小。观测数据结果显示:祁连山和阿拉善之间的地壳缩短速率可能是(4.0±1.0)mm/a。

1.6 龙门山断裂
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(图片来源:凤凰时尚网)
2008年5月12日汶川地震位于龙门山断裂带上,这种逆冲断层的特点是,上盘动而下盘不大动,因此位于上盘的汶川、茂县受灾远比位于下盘的成都严重。断裂存在(4±2.5) mm/a缩短速率,同时还存在(7.5±2)mm/a左旋走滑速率。

1.7 红河断裂
    红河断裂是川滇活动地块的西南边界,研究表明其新生代早期的运动以左旋走滑为主,后期转变为右旋走滑。
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中国大陆及邻区主要活动断裂、活动地块与强震分布图
2. GPS断裂滑动速率所揭示的动力学内涵
GPS空间对地测量所揭示的中国大陆主要活动断裂带的现今滑动速率主要表现出如下3个特征:
  • 断裂现今活动的西强东弱。GPS揭示了青藏高原内部和周边以及天山地区的断裂具有较大的滑动速率,一般都为510 mm/a,而中国东部的主要断裂的滑动速率较小,一般小于2 mm/ a。不论是第四纪活动构造还是历史地震活动都显示出构造活动的西强东弱的特征。构造活动从第四纪到现今的西强东弱特征表明印度板块与欧亚大陆的碰撞及其后的推挤作用是中国大陆构造变形最重要的驱动力源,其作用远远超过菲律宾海板块和太平洋板块对中国大陆的影响。
  • 与晚第四纪以来的滑动速率相吻合。上述各主要活动断裂的GPS滑动速率表明现今滑动速率与前面给出的晚第四纪滑动速率在运动方式和运动量上是大体一致的。
  • 不存在类似板块边界带的高滑动速率断层。从GPS观测到的断层滑动速率来看,中国大陆的大多数活动断裂的速率都在10mm/a之下,只有昆仑断裂、鲜水河断裂和小江断裂的滑动速率在10mm/a左右,而没有类似于板块边界的大于2030mm/a的滑动速率。整个中国大陆的构造变形可能是连续分布式的,而不是仅仅集中在几条大型活动构造带上,沿主要活动断裂的刚性块体滑移可能不是主要的构造变形方式,“连续变形”的理论模型能够更好地描述大陆内部的构造变形。

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亚洲地形地貌-活动构造背景图(Fu, 2011)
3. 活动地块与连续变形理论
虽然中国大陆的构造变形不是以刚性块体滑移和相互作用为特征,但是晚第四纪活动构造还是显示出非常明显的分区差异,强震活动图像也勾画出了分块活动的特点,如何理解连续变形机制下的活动地块运动?

不同活动地块的性质是不同的。中国大陆由3类活动地块所组成。第一类内部结构完整,不发生内部构造变形相邻GPS站点不发生相对位移,地震活动性也比较弱,地块具有较好的整体性,塔里木、鄂尔多斯、华南、阿拉善属于这类地块。第二类活动地块不发生大规模的构造变形,虽然地块内部相邻站点可以发生相对运动,但其方向和速度的差异远远小于跨过不同地块的差异,青藏高原内部的拉萨、羌塘、唐古拉、昆仑以及华北活动地块均属于此类。第三类活动地块内部发生相对变形,地块的完整性较差,内部各测站之间发生相对运动,地震活动发生在整个块体内部,天山、祁连山和喜马拉雅山是这类地块的典型代表。

活动地块自身的结构、物性和所处力学环境的差异造成了内部变形方式的不同。大陆岩石圈具有分层的力学性质,上部地壳在漫长的地质演化历史中由于其物性、结构和力学性质的不断演变形成不同层次的活动地块,变形以脆性为主,向下这种脆性变形转换为塑性流变。现今构造变形的分块运动的图像可能只是脆性上地壳的变形方式,而中下地壳和上地慢的运动则以连续变形为特征,从下部驱动脆性上地壳的变形和运动,使得上部地壳的变形既表现出分块特征,又有块内的变形。

由于中国大陆及整个东亚的岩石圈经历了长期、复杂的演变过程,其性质差别很大,包括抵抗变形的性质的差别也很大,表现出不同的整体性。这3类地块的变形和运动都是下地壳-上地慢粘塑性流动的地表响应。驱动中国大陆活动地块运动的动力来源肯定是印度、欧亚、菲律宾和太平洋四大板块的相互作用,其中印度板块对中国大陆的碰撞和推挤作用是中国大陆晚新生代构造变形最重要的动力作用,而不同活动地块本身的性质决定着地块的整体性和变形方式。
参考资料:

本文主要节选自:张培震, 王敏, 甘卫军, 等. GPS观测的活动断裂滑动速率及其对现今大陆动力作用的制约[J]. 地学前缘, 2003, 10(z1): 81-92.
张培震, 邓起东, 张竹琪, 等. 中国大陆的活动断裂、地震灾害及其动力过程[J]. 中国科学: 地球科学, 2013, 43(1607-1620.
Fu, Bihong, Richard Walker,and Mike Sandiford. The 2008 Wenchuan earthquake and active tectonics of Asia[J].Journal of Asian Earth Sciences, 2011,40: 797-804.


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 楼主| 东南西北人 发表于 2015-5-27 22:02:14 | 显示全部楼层
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龙兴关外 发表于 2015-5-28 06:04:28 | 显示全部楼层
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ydd247606 发表于 2015-5-29 10:22:40 | 显示全部楼层
谢谢管理员,又学习了。
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mastercard 发表于 2018-8-9 15:21:55 | 显示全部楼层
好啊,,不错、、、、  
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