四川龙门山断裂带高精度地壳/岩石圈黏度结构及其动力学意义

作者：朱涛; 詹艳^*; 孙翔宇; 张宇

来源：地球物理学报, 2020, 63(01): 196-209.

• 黏度结构
• 大地电磁测深
• 电阻率
• 地球动力学模拟

岩石圈黏度是大陆动力学研究中一个重要参数,但是岩石圈黏度,尤其是横向小尺度(<100km)黏度结构的确定是一个挑战.本文根据电阻率和黏度与它们控制因素的相似关系,直接把一条跨过青藏高原东缘和四川龙门山断裂带的大地电磁(MT)探测的电阻率剖面转换成黏度结构作为输入,在GPS速度和地表地形数据的约束下,利用地球动力学数值模拟获得了该剖面的二维地壳/岩石圈黏度结构.本文推断的黏度与前人获得的区域尺度的黏度值一致,但揭示出了更多的细节.本文的黏度结构揭示出研究区域内的地壳/岩石圈黏度存在较大的空间变化范围(约5量级),黏度值分布在1.48×1017～8.44×1022 Pa·s之间;龙门山断裂带下的黏度存在强烈的小尺度横向变化,其中、下地壳的黏度分别为1.99×1018～8.21×1020 Pa·s(平均1.17×1020 Pa·s)和4.09×1019～7.08×1020 Pa·s(平均1.77×1020 Pa·s).基于该黏度结构的地球动力学模型表明驱动青藏高原中-下地壳物质流动的可能是热-化学浮力,以及上地壳和中-下地壳可能处于解耦状态.本文获得的黏度结构可以为龙门山断裂带地震成因和机制、岩石圈小尺度变形和构造应力状态的深入研究提供重要的帮助.

• 单位
  中国地震局; 地震动力学国家重点实验室; 中国地震局地球物理研究所; 中国地震局地壳应力研究所; 中国地震局地质研究所