龙门山断裂带地壳密度结构.pdf

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1、第34卷第1期地震地质Vo1．34．No．12012年3月SEISM0L0GYANDGE0L0GYMar．，2012doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2012．01．004龙门山断裂带地壳密度结构唐新功尤双双胡文宝严良俊(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北荆州434023)摘要研究龙门山及邻区地壳密度结构对于认识该地区地震活动性具有重要意义。根据龙门山及邻区(100。～105。E，28。一33。N)的布格重力异常资料，选取了跨越龙门山断裂带的6条重力测线，在深地震测深资料约束下，使用Geosoft软件分别反演出了龙门山地区地下的沉积层、康拉德界

2、面和莫霍面的深度分布。研究结果表明：龙门山断裂带两侧的地壳结构明显不同，西面高原地区沉积层较薄，大部分为基岩出露；而东边盆地沉积层明显较厚，多在6km以上。莫霍面和康拉德面在两侧均相对平缓，康拉德面从东部的大约24kin增加到青藏高原山区的35km左右；莫霍面深度从东部盆地的大约42km增加到西部青藏高原的67km左右。龙门山断裂带整体表现为一条近SN向的陡变重力梯度带，并在其地壳内各界面均发生错断，莫霍面和康拉德面错断距离分别达6～7km和3～5km。该区地壳的这种陡变和不均匀性是导致地震活动性强烈的主要原因之一。关键词汶川地震龙门山断裂带重力反演地壳密度结构莫霍面中图分类号：P31

3、5．2文献标识码：A文章编号：0253—4967(2012)01—0028—110引言2008年5月12日四川汶川发生了8．0的强烈地震。汶川地震发生在龙门山构造带内的映秀-t~)1I断裂，该地震造成的地表破裂长达240km，并在灌县一江油断裂形成了72kin的地表破裂(刘启元等，2009)。作为青藏高原东部边缘和南北构造带的一个重要边界，龙门山断裂带东西两侧的地球物理场和地壳及岩石层结构组成存在着显著的差异，这一边界成为构造不稳定的地带之一。与青藏高原内部不同，青藏高原东缘主要发育近SN向的走滑断裂，并无大规模的地壳增厚现象。尽管龙门山两侧的地形高差达4000m左右，但震前的GPS观

4、测表明，横跨整个龙门山断裂带的滑动速率不超过2mm／a，单条断裂的活动速率不超过1mm／a，龙门山断裂现今运动速率很小，活动性不明显(单新建等，2009；吴建平等，2009)。龙门山断裂带北段，过去的研究认为没有明显的晚第四纪活动的证据，有历史记录以来，龙门山断裂带中、南段至少发生过4次6～6．5级强震，龙门山断裂带北段无6级以上强震发生的记载(吴建平等，2009)。有历史纪录以来龙门山断裂未发生过7级以上的大地震。龙门山断裂带的地震活动频度低，强度不大(张培震等，2008)，这可能导致过去对该地区的地震活动性认识不足。前人在龙门山及邻近地区已经进行了一些地球物理探测研究。特别是200

5、8年汶川地震之后，许多学者从震源破裂过程、地质构造、深部结构和动力演化等方面对地震的成因机制进行了[收稿日期]2011—07—31收稿，2011—12-01改回。[基金项目]国家重点基础研究发展计划(973)项目(2007CB209607)、国家自然科学基金(40727001，44704073，44704074)和高等学校博士学科点科研专项基金(20070489001)共同资助。1期唐新功等：龙门山断裂带地壳密度结构33对于2号线，选取了过龙门山断裂带长约表l沿6条重力测线的拟合标准误差310km的一段重力测线进行研究(图3)，从图3可Table1Thestandardfitelror

6、以看出，反演结果显示了该段测线重力异常值从西ofallsixgravitylines北到东南大体上逐渐减小。沉积层厚度在0～编号拟合标准差平均拟合标准差10．16km之间变化，在四川盆地沉积层相对较厚。莫霍面深度变化很大，在44～66km之间，康拉德面深度变化趋势和莫霍面基本一致，在25～36kin之间。对于3号线，选取了过龙门山断裂带长约340km的一段重力测线进行研究(图4)，沉积层厚度在0～10．47km之间变化，在四川盆地沉积层较厚，过了断裂带后厚度减薄。莫霍面深度变化在43～66kin之间，康拉德面深度在24～36kin之间。对于4号线，选取了过龙门山断裂带长约380km的一

7、段重力测线进行研究(图5)，在四川盆地地区沉积层最厚达11km，在龙门山断裂带明显减小，西部山区很多基岩出露，沉积很薄，最厚沉积仅2km左右。莫霍面深度变化很大，在42～67km之间，康拉德面深度在25～36km之间。对于5号线，选取了过龙门山断裂带长约360km的一段重力测线进行研究(图6)，在四川盆地地区沉积层最厚达9．48km，在龙门山断裂带明显减小，西部山区很多基岩出露，沉积很薄，只是在山坳处有较厚的沉积，深度不超过6km。莫霍面深度变