作者:付碧宏等 来源:《亚洲地球科学期刊》 发布时间:2011-3-8 16:50:00
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龙门山断裂带地震研究获新进展

图1 青藏高原东缘龙门山同震构造变形的长期累积和地震相关快速侵蚀引起的地壳均衡反弹机制
 

图2 地球物理资料表明青藏高原东缘龙门山地区Moho面与两侧存在10-15km的反差
 
目前,关于青藏高原东缘龙门山的构造隆升的地球动力学机制主要有两个流行观点:第一种是美国麻省理工学院的Royden和Clark提出的下地壳流(Channel flow)机制。但是,这种机制是建立在数值模拟基础之上,缺少任何地质证据的支持;第二种观点是以美国哈佛大学的Hubbard和Shaw提出的地壳挤压缩短变形的机制,但是这种机制是基于龙门山断裂带西南段的构造变形剖面,而龙门山中段和北东段缺少前陆构造变形。同时,龙门山地区侵蚀作用非常强烈,所以,仅仅靠地壳的构造挤压缩短变形,无法形成青藏高原东缘龙门山高陡的地貌特征。
 
2008年汶川Ms8.0级地震发生在龙门山断裂带上,是世界上发生在陆内的最大逆冲型地震之一。中科院地质与地球物理研究所付碧宏研究员和他领导的研究团队在国家自然科学基金和岩石圈演化国家重点实验室的资助下,通过大地震后近3年来大量的野外科学考察和研究工作,对龙门山断裂带地震同震地表变形和地震地质灾害开展了详细研究。
 
研究结果表明:汶川地震同震地表破裂带主要沿映秀-北川断裂带和灌县-安县断裂带分布,分别长约235km和72km;龙门山地区地壳缩短约8.5m,并伴随约10m的地表抬升,这种巨大的同震变形在世界上陆内地震中是非常罕见的。同时,他们的研究指出,地震诱发的滑坡、泥石流等次生灾害具有沿地震断裂带和河谷两岸分布的空间特征。研究结果还表明,青藏高原东缘龙门山造山带的晚新生代隆升是类似汶川地震的巨大地震长期累积的同震构造变形的结果;地震次生灾害引起了地表快速侵蚀,地表侵蚀和构造变形之间可能存在一种反馈机制:长期的地表侵蚀卸载作用导致了下地壳和上地幔边界均衡反弹,驱动地表抬升,并维持龙门山现在的地形梯度。
 
因此,他们提出:类似汶川地震的巨大地震长期产生累积的同震构造变形及滑坡、泥石流等引起的快速侵蚀所引起的地壳均衡反弹的共同作用,可能是青藏高原东缘晚新生代快速隆升的重要机制之一(图1),这一新机制得到地球物理证据的有力支持(图2)。
 
该研究结果近期发表在国际核心地球科学期刊《亚洲地球科学期刊》(Journal of Asian Earth Sciences)(Fu et al. Surface deformation related to the 2008 Wenchuan earthquake, and mountain building of the Longmen Shan, eastern Tibetan Plateau. Journal of Asian Earth Science, 2011, 40: 805-824)上。(来源:中科院地质与地球物理研究所)
 
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