东北亚地区地壳密度结构与垂向构造应力场

摘要：

本文利用EIGEN-6C4重力数据和ETOPO1地形数据,在考虑物质密度横向不均匀的情况下,在东北亚地区展开地壳均衡研究,并重点分析了长白山的隆升机制.首先,针对穿越长白山和库页岛的两条近乎东西向的剖面(剖面A、B)展开详细研究,以CRUST1.0模型为初始条件,利用布格重力异常数据,基于Airy模型和Airy-Pratt模型分别反演了相应剖面的地壳密度结构,发现两剖面的地壳密度呈现一定程度的横向不均匀特性;接着基于上述密度结构和高程数据,利用Airy均衡理论计算了相应剖面的均衡面深度,并进一步比较莫霍面(Moho)和均衡面的差异,计算了剖面的垂向构造应力分布;然后,把上述方法应用到整个东北亚地区,计算了1°采样的21条东西向剖面的垂向构造应力,插值得到整个东北亚地区的垂向构造应力分布.结果表明,东北亚大部分地区垂向构造应力基本为零,总体处于均衡状态,长白山地区垂向构造应力为-15～-25 MPa,日本列岛垂向构造应力为-40～-50MPa,太平洋海沟垂向构造应力为15～25MPa;最后,本文运用自由空气重力异常导纳方法,计算了长白山地区的有效弹性厚度(Te)和加载比,发现长白山地区的Te为10 km,表明该地区的岩石圈较为柔软;加载比结果显示,岩石圈初始加载主要来自莫霍面,占总加载的78％,表明长白山的隆升主要源自地幔物质上涌.

关键词：布格重力异常、Airy均衡理论、地壳密度结构、垂向构造应力、自由空气重力异常导纳方法

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分类号：P542(构造地质学)

资助基金：国家自然科学基金41574071;国家国际科技合作专项2105DFR21100;地震预测研究所基本科研业务费专项2016IES010204;河北省地震局地震科技星火计划项目DZ20170510054

在线出版日期：2018-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2280-2291