CRYSTALLOGRAPHIC PREFERRED ORIENTATION(CPO) OF ANISOTROPIC MINERALS IN THE LITHOSPHERE AND ITS SIGNIFICANCE TO THE STUDY OFLITHOSPHERE DYNAMICS          下载免费PDF全文

SHANG Yong-mei  YANG Yu  YANG Xiao-song 《地震地质》2019,41(3):704-725

Seismic anisotropy has been widely used to constrain deformation and mantle flow within the upper mantle of the Earth's interior, and is mainly affected by crystallographic preferred orientation(CPO)of anisotropic mineral in lithosphere. Anisotropy of peridotites caused by deformation is the main source of seismic anisotropy in the upper mantle. Olivine is the most abundant and easily deformed mineral to form CPO in peridotite, thus the CPO of olivine controls seismic anisotropy in the upper mantle. Based on simple shear experiments and studies of natural peridotites deformation, several CPO types of olivine have been identified, including A, B, C, D, E and AG-type. Studies on the deformation of olivine have shown that the CPO of olivine is mainly related to stress, water content, temperature, pressure, partial melting and melt/fluid percolation. Most of the seismic anisotropy has been explained by the A-type olivine CPO in the upper mantle, which is commonly found in upper-mantle peridotites and produced by the simple shear in dry conditions. Previous studies showed that anisotropy was attributed to the CPO of mica and amphibole in the middle-lower crust. The comparison between mantle anisotropy calculated from mineral CPO and regional anisotropy deduced from geophysical methods is therefore particularly useful for interpreting the deformation mechanisms and geodynamic processes which affect the upper mantle in different tectonic units such as subduction system, continental rift and continental collision zone in the world. The paper summarizes the characteristics of CPO and anisotropy of major anisotropic minerals in the upper mantle. Taking the lithosphere mantle xenoliths in the southeastern Tibetan plateau as an example, we perform detailed studies on the microstructures and seismic anisotropy to better understand the deformation mechanisms and upper mantle anisotropy in this region. Results show that the CPO of olivine in peridotite xenoliths in southeastern Tibetan plateau are A-type and AG-type. The mechanisms proposed for the formation of AG-type are different from that for the A-type. Therefore, the occurrence of AG-type olivine CPO pattern suggests that this CPO may record a change in deformation mechanism and tectonic environment of the lithosphere in southeastern Tibetan plateau. Provided that the strong SKS(shear wave splitting)observed in southeastern Tibetan plateau results from lithosphere mantle, the lithosphere mantle in this region is expected to be at least 130km thick and characterized by vertical foliation. Considering that the thickness of lithosphere in southeastern Tibetan plateau is much less than 130km and the lithosphere mantle cannot explain the anisotropy measured by SKS, other anisotropy sources should be considered, such as anisotropy in the asthenosphere and the oriented melt pockets(MPO)in the upper mantle. Therefore, detailed study of CPO of anisotropic mineral is essential for constraining geophysical measurements and analyzing the dynamic process of the lithosphere reasonably.  相似文献   

青藏高原地球物理与大陆动力学研究的新进展   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

李秋生  高原  王绪本  赵俊猛 《地球物理学报》2020,63(3):789-801

岩石圈地球物理探测、深部结构成像与各向异性等研究是青藏高原大陆动力学研究的基础.近年来,随着深部地球物理探测技术和反演成像技术的进步,信息提取与细节分辨能力不断提升,青藏高原壳幔结构、碰撞和隆升动力学、资源与地质灾害的深部机制等研究进展显著.本专辑收录33篇论文,主要分布在深部结构与地球物理探测、地震各向异性与变形、断裂性质与地震活动等三个主要研究领域.本文重点围绕这些论文,对近年来青藏高原地球物理研究进展进行综述.  相似文献   

郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区上地幔顶部Pn波速度与各向异性          下载免费PDF全文

顾勤平  康清清  丁志峰  李细兵  赵启光  邢康  李正楷 《地球物理学报》2020,63(7):2548-2565

为着重探讨郯庐断裂带鲁苏皖段的分段特征及其深部结构特征,本研究搜集增加了研究区内近几年的Pn震相数据.经挑选后采用了由2163个地震和301个台站构成的9156条射线,重新反演构建了郯庐断裂带鲁苏皖段及邻区上地幔顶部Pn波速度及方位各向异性分布.尔后,将速度反演结果与地形地貌、大地热流、强震活动及地壳厚度等进行了综合对比和分析;此外,还将Pn波各向异性与地震各向异性其他观测手段的结果展开了对比和讨论.反演结果的可靠性和分辨能力较前文有所提高,研究区上地幔顶部的非均匀性特征揭露得更为清楚,尤其是由Pn波速度揭露的郯庐断裂带分段特征与地质构造特征吻合得更佳.结果表明:(1)Pn波高、低速的分布与地形地貌呈负相关的关系,即山地隆起区呈低速分布,而平原地区表现为高速异常.(2)Pn波速度沿郯庐断裂带的分布具有明显的分段特征,本文的研究结果支持郯庐断裂带在研究范围内的上地幔顶部可细分为4个亚段.由上地幔顶部Pn波速度揭示的郯庐带分段特征与前人根据郯庐断裂带各段的地表地质构造特征给出的分段结果吻合,深、浅耦合的现象表明郯庐断裂带是一条贯穿地壳、深抵Moho面的幔源深大断裂带.(3)Pn波速度与大地热流呈负相关的关系.(4)Pn波速度的分布与强震的发生具有一定的关联性,强震大部分发生在Pn波高、低速过渡地带或者低速区域的地壳内.(5)在南黄海海域新发现一条NNE-SSW向展布的弱高波速异常带,该异常带被强震震中清晰地勾勒了出来,据此推测其下方存在一条切割Moho界面的幔源深大断裂.(6)Pn波各向异性的强弱与地质构造的活动性相关,活动性越强则各向异性强度越大.(7)由地震台站的时间延迟分布可以看出,研究区地壳厚度总体上自SE往NW逐渐增厚;最大厚度位于渤海湾盆地的北西部和西部.  相似文献   

震后GPS观测数据揭示的日本M_W9.0地震周边地区地幔黏滞性结构垂向变化          下载免费PDF全文

陈飞  刘泰  付广裕  佘雅文 《地球物理学报》2020,63(6):2210-2220

本文利用大范围的震后GPS数据和黏弹性球形地球位错理论,定量研究了日本M_W9.0地震周边地区地幔黏滞性结构的垂向变化.首先结合陆地和海底的GPS观测数据,以及基于球形地球位错理论格林函数和贝叶斯反演方法,反演了该地震的同震滑动分布,发现其最大错动量高达59m.然后在均一地幔黏滞性结构的假设前提下,确定了震源周边地区地幔黏滞因子的最优解,发现依据该地幔黏滞因子获得的理论远场震后位移和GPS观测结果之间的均方根误差高达0.81cm,不能解释远场观测结果.为解决上述问题,本文对震中周边地区地幔黏滞性结构沿垂向方向进行分层,建立了一个随深度变化的地幔黏滞性构造模型,然后综合利用远近场的GPS数据对该地区地幔黏滞因子进行反演研究,结果表明,震源周边地区岩石圈弹性层厚度最优解为40km,40～220km深度的地幔黏滞因子最优解为6×10~(18)Pa·s,220～670km深度之间的地幔黏滞因子最优解为1.5×10~(19)Pa·s.上述地幔黏滞性构造使远场的均方根误差降为0.12cm,仅为利用均一地幔黏滞性构造所得均方根误差值的15%,大大提高了远场模拟结果的准确性.最后,观测值和模拟值之间的均方根误差分析表明,近场震后形变数据主要约束浅层的地幔黏滞性结构,而远场震后形变数据主要约束深部的地幔黏滞性结构.  相似文献   

郯庐断裂带及其邻区上地幔顶部Pn波速度与各向异性层析成像          下载免费PDF全文

殷伟伟  雷建设  杜沫霏  杨宇  米琦  鲁明文  刘林飞 《地球物理学报》2019,62(11):4227-4238

本研究拾取了中国数字测震台网固定台站记录的2008-2016年2级以上地震事件中的27233条高质量Pn到时资料,反演得到了郯庐断裂带及其邻区上地幔顶部Pn波速度和各向异性结构模型.结果显示,研究区上地幔顶部Pn波速度结构存在强烈的横向不均匀性,速度异常形态与区域地质构造较为吻合.太行山造山带、鲁西隆起、大别造山带、苏鲁褶皱带、胶辽隆起和华北盆地南端等隆起区表现为低波速异常,而黄海北、南部盆地、渤海湾和华北盆地北部等凹陷区均为高波速异常.壳内强震主要发生在Pn低波速异常和高低波速异常的横向过渡地带,说明强震的发生与上地幔结构的横向变化之间存在有一定关联.郯庐断裂带两侧Pn波速度以郯城地震为界其东北侧和西南侧分别分布有与断裂带近平行的低波速异常条带,而西北侧和东南侧分别分布有高波速异常条带,各向异性快波方向近乎沿断裂带走向,可能由于上地幔热物质沿郯庐断裂带上涌形成低速异常后断裂带发生左旋平移运动所致.华北盆地内上地幔顶部Pn波速度结构和各向异性的明显变化,反映华北克拉通破坏过程中经历了地幔热物质上涌、莫霍面隆升以及岩石圈拆沉等复杂构造变形.  相似文献   

渤海海峡及周边区域地壳结构的层析成像特征          下载免费PDF全文

汪晟  胥颐  孟晓春 《地球物理学报》2017,60(1):112-122

渤海海峡是连接中国东部山东半岛和辽东半岛的重要途径,其跨海通道的地壳稳定性研究受到高度关注.本文利用地震层析成像方法重建三维P波速度模型,揭示了渤海海峡及周边区域地壳和上地幔的构造特征.结果表明,渤海海峡的速度结构存在明显的非均匀性,海峡北部地壳速度较高,结构较为完整,断层活动不明显,与现今较弱的地震活动相吻合,但是地壳底部存在低速薄层,它有可能成为地壳和上地幔之间的滑脱带,需要开展进一步的研究加以确认.相比之下,海峡南部地壳速度偏低,附近区域地震活动频繁,与张家口—蓬莱断裂带通过于此有着密切的联系,该断裂持续不断的地震活动对海峡南部的地壳结构产生了较大的影响.在渤海南部,郯庐断裂带东、西两侧的地壳结构明显不同,西侧速度偏高,东侧至渤海海峡速度偏低,这一特征可能与此地区广泛发育的断层和地震活动有关.另外,受华北克拉通破坏及地幔上涌的影响,渤海地区地壳深部和上地幔速度偏低,郯庐断裂带及渤海海峡附近显示出深部热流的活动迹象,反映了岩石圈减薄和软流圈的局部抬升.  相似文献   

青藏高原东缘地壳上地幔电性结构研究进展   总被引：6，自引：2，他引：4       下载免费PDF全文

王绪本  余年  高嵩  罗威  蔡学林 《地球物理学报》2017,60(6):2350-2370

经过数十年的努力,中国学者针对青藏高原东缘地壳上地幔探测,累积完成超过20000 km的大地电磁测深剖面,取得了一系列重要科学数据和认识,为青藏高原东缘构造格局、地壳上地幔电性结构、地震机制和动力学研究奠定了基础.根据青藏高原东缘的主要构造和断裂分布特征,本文重点对龙门山构造带、川滇构造带和三江构造带三个构造带分区进行研究,主要依据大地电磁探测工作成果和壳幔电性结构特征,系统地对青藏高原东缘地壳上地幔电性结构、与扬子西缘接触关系、汶川地震和芦山地震的电性孕震环境及弱物质流通道等几个方面进行了梳理和分析.一是青藏高原东缘地壳表层岩块和物质沿壳内高导层向龙门山造山带仰冲推覆,表现为逆冲推覆特征的薄皮构造;二是高原东部地壳中下部及上地幔顶部向龙门山造山带和上扬子地块西缘岩石圈深部俯冲,呈现刚性的上扬子地块西缘高阻楔形体向西插入柔性青藏块体的楔形构造;三是将汶川地震和芦山地震的震源投影到大地电磁剖面上,发现震源位于剖面下方的高阻块体与低阻体之间靠近高阻体的一侧,龙门山构造带岩石圈表现出高阻、高密度和高速的"三高"特征,这种非均匀电性结构可能构成地震孕育发生条件;四是川滇和三江地区的多条大地电磁剖面探测结果表明,在青藏高原东缘中下地壳存在下地壳流和局部管道流,大地电磁结果对其空间分布形态、位置及大小进行了较好的刻画.根据研究区壳幔电性结构特征的构造解析和综合实例分析,总结了青藏高原东缘六类壳幔电性结构模型,提出了下一步重点研究领域和目标.总之,青藏高原东缘壳幔电性结构的研究对揭示研究区岩石圈结构和构造格局提供了重要依据,对油气及矿产资源远景评价提供了背景资料,对"Y"型多地震区的构造关系和发震机理研究具有重要指导意义.  相似文献   

THREE-DIMENSIONAL S-WAVE VELOCITY DISTRIBUTION BASED ON AMBIENT NOISE ANALYSIS IN EASTERN NORTH          下载免费PDF全文

GONG Meng  XU Xi-wei  ZHANG Xin-dong  OUYANG Long-bin  JIANG Guo-yan  DONG Bo 《地震地质》2017,39(1):130-146

We apply ambient noise tomography to continuous vertical component broadband seismic data between January 1, 2010 and December 31, 2011from the regional networks of 190 stations deployed by China Earthquake Administration in Hebei, Shanxi and Inner Mengolia. Ambient noise cross-correlations were performed to produce the Green's functions of each station-pair. Firstly, we used the multiple-filter analysis method to extract surface wave group and phase velocity dispersion curves from inter-station paths at periods from 7 to 40s. Then the study area was discretized into a 0.2°×0.2° grid to obtain the group and phase velocity distributions using O'ccam inversion method. After that, three dimensional (3-D) S-wave velocity structures from the surface down to 50km are inverted from group and phase velocities dispersion results. the results of S wave velocity distribution maps generally demonstrate good correlations with surface geological and tectonic features, and they also clearly revealed the lateral velocity variation in the crust. In the mid-upper crust, the basins are clearly resolved with low S wave velocity due to its thick sedimentary layer, and the Taihang and Yanshan uplifts show relative higher S wave velocity distribution. With the increase of depth (>30km), the S wave velocity distribution presents a contrary characteristic compared to that of the shallow layer, and the S wave velocity beneath the Taihang and Yanshan uplifts are much lower than basin areas, which is possibly correlated with the thickness of the crust. 3-D S wave velocity shows a low-velocity zone at~10~20km depth observed beneath the Tanshan-Hejian-Xintai-Cixian belt and Bohai Bay. the low-velocity zone at~20~30km depth beneath the Datong area may be associated with the thermal material in the crust-mantle. Our S wave velocity distribution maps clearly show that Taihang Mountains is not only the boundary of topography and tectonic zone, but also the transition zone of high and low S wave velocity.  相似文献   

海南岛近海砗磲(Tridacninae)资源时空变化——以蜈支洲岛为例     

李萌  李秀保  顾志峰  夏景全  王爱民  刘春胜 《海洋与湖沼》2021,52(6):1521-1529

为了解海南近岸砗磲资源动态变化,于蜈支洲岛周边海域选取5个代表性站位,自2017-2020年采用断面调查的方法,开展了砗磲资源评估、种群数量变化以及其环境相关性分析等,结果显示：（1）各站位砗磲密度为0-30.00×10^-2 ind./m²,且主要分布于3 m水深,在该水深区域,站位3和站位11砗磲密度最高,站位4次之,站位9和站位13最低,统计学分析表明砗磲密度与站位呈显著相关性（P<0.05）。（2）2017年,蜈支洲岛海域四种规格砗磲（壳长<5 cm、5-10 cm、10-15 cm和≥ 15 cm）均有分布,2018-2020年,未发现壳长≥ 15 cm的大规格个体。（3）尽管温度及各水质因子均与砗磲密度相关性不显著（P>0.05）,水体硝酸盐NO₃^-浓度与砗磲密度相关系数最高（0.29）。（4）砗磲主要分布于活珊瑚底质（66.67%）,其次为礁石（24.24%）,砂石底质最低（9.09%）。（5）砗磲外套膜RGB颜色参数值与周边底质颜色存在相关性,空间上,站位3的砗磲外套膜RGB颜色参数值与周边底质颜色相关性高于站位11;时间上,2020年砗磲外套膜颜色与周边底质B值相关系数R高于2017年（0.899 vs.0.712）。研究首次开展了海南岛近岸海域砗磲资源时空动态变化及影响因素研究,其结果可为砗磲资源保护提供数据支持。  相似文献   

南极上地幔结构异常对长周期自由振荡的影响          下载免费PDF全文

程威  胡小刚 《地球物理学报》2018,61(8):3211-3218

2012年发生的苏门答腊大地震激起了强烈的环形地球自由振荡,本文利用南极26个地震台站记录的此次大地震激发的₀T₁₀简正模,分析南极上地幔结构异常对长周期自由振荡的影响,我们将震后20 h的自由振荡观测数据与利用PREM地球模型模拟的结果进行比较,结果表明：在震后较短时间内区域性（区域的范围远远小于简正模的波长）上地幔结构异常能显著影响长周期自由振荡质点的偏振,引起简正模强烈的偏振异常.以往研究主要关注地球自转和全球范围的上地幔结构异常对长周期自由振荡简正模的影响,局部范围的上地幔结构异常对长周期自由振荡的影响并未被重视.对南极地区₀T₁₀垂向偏振异常的进一步分析表明：南极大陆上地幔存在方位各向异性,上地幔各向异性主要分布在横贯南极山脉下方,深度范围约为70~660 km.利用震后较短时间内的长周期地球自由振荡观测资料可以对局部区域上地幔的各向异性及其深度范围提供约束,可作为剪切波分裂和面波层析成像技术的补充.  相似文献