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广州地化所在中国东部地形梯度带的研究取得进展

  

  地形的起伏变化无处不在,并且是我们能够直接观测到的。大中尺度的地形变化是地球内部运行的结果。温度、岩石成分、岩石圈的挠曲强度以及地幔流等等都会造成地形的起伏。研究地形变化的成因将有助于了解区域的热结构、化学结构以及动力学状态。

  中国东部存在一条长约4000km的地形梯度带,前人针对该地形梯度带的地球物理和地球化学属性进行了大量的工作,但对于具体的地形贡献率仍然是不清楚的。为了研究这条显著并且连续的板内地形梯度带以及它与结构和地球动力学的关系,广州地化所邓阳凡博士以及合作者利用地形和重力异常在S波速度结构基础上获得了该地区的地壳和岩石圈地幔的密度结构,并讨论了地壳、岩石圈地幔温度及成分和地幔流对于地形的贡献。

  地壳的贡献对于目前地形的起伏是过量的,需要其他的贡献来进行平衡才能达到现今的地形状态。该研究估计了满足弹性均衡条件下的岩石圈厚度,该厚度显示地形梯度带东部的岩石圈在90km左右,地形梯度带类似于岩石圈厚度等直线。岩石圈厚度变化,支持不仅在华北克拉通乃至整个中国东部可能都经历了岩石圈的改造。地形梯度带东部的岩石圈地幔再富集过程将使得岩石圈厚度比估计的更薄,而水合作用和上升地幔流将使得岩石圈比估计的更厚。徐淮弧构造带地区有相对周围区域更薄的岩石圈厚度,这需要地震学的进一步佐证。通过与地震学的岩石圈厚度对比认为,中国东部不太可能存在大规模的上升地幔流(动态地形)。本研究的系统计算给出了中国东部的整体区域分析,对于缺乏地震研究的区域是有用的先验指南。

  图 (a) 中国东部弹性均衡条件下的岩石圈厚度;(b) 本研究与热岩石圈厚度、华南一条天然源地震剖面所获得的岩石圈厚度的对比

  

    在国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项(2016YFC0600402),中国科学院先导专项B(XDB18000000)以及中国科学院青年创新促进会的资助下,相关研究2018年发表在地球科学主流期刊Tectonics上。    

  Deng, Y.*, & Levandowski, W. (2018). Lithospheric alteration, intraplate crustal deformation, and topography in eastern China. Tectonics, 37, 4120–4134. http://www.gzu521.com/app/20190218/bhnpor.html

 

同位素地球化学国家重点实验室&科技与规划处 供稿

 
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