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珠江口西侧深地震探测与构造研究
Alternative TitleDeep Seismic Sounding and Tectonic Study on the West Side of Pearl River Estuary
张项
Thesis Advisor王志
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name博士
Degree Discipline海洋地质
Keyword珠江口西侧,深地震剖面,地壳结构,断裂构造,低速异常区
Abstract珠三角地区密集的人口、众多的大型基础设施、以及在国家经济发展中的重要作用,对该区自然灾害特别是天然地震的预防就显得极为重要。从地理位置上看,珠三角地区恰好位于华南沿海地震带的中部。华南沿海地震带是我国东南部的一个活跃的板内地震带,有历史记录以来先后发生了多次7级以上的强震.对比该地震带上7级以上大地震的震中位置,珠江口区域恰好位于上述震中等间距分布的空白位置上,因而该区被认为是华南沿海地震带上的一个潜在强震震源区。另一方面,已有的研究表明,珠江口区域与其他几处历史强震发生区域有着类似的断裂构造样式和活动特征,因此,该区潜在的强震风险成为众多学者关心和政府关注的重要问题之一。2015年,我们在珠江口区域陆地和岛屿布设流动地震台,海域布设OBS,结合固定地震台站,在海陆过渡带构建大规模密集的陆地地震台阵观测系统,形成覆盖面积约3万平方km的陆地台阵探测区。人工震源采用陆上炸药震源和海域船载大容量气枪阵列震源进行激发,在陆上设置6个爆破点,在海域设置13条测线,沿测线放炮11000次,使地震射线在该区形成研究区域的全面覆盖。整个野外工作从观测点的勘选到主动源观测、仪器回收,持续了半年多的时间。本文首先详细的介绍了此次野外人工地震探测项目的计划、设计及野外观测的整个过程,这些过程可以作为以后开展同类海陆联合地震探测项目的参考。重点对此次观测项目中获得的珠江口西侧北西向L1测线数据进行处理解释,系统的揭示了珠江口西侧地壳陆地地壳介质分层结构、主要NE向断裂在深部的几何形态和埋藏深度,同时也开展了珠江口东西侧地壳速度结构的对比,并进一步对比分析了华南地区地壳结构的特征、Moho面变化特征,最后探讨了中下地壳低速异常区在华南地块可能存在的范围,以及以珠江口为代表的华南地区地壳厚度减薄的机理,取得的认识和成果如下:1. 获取了珠江口西侧陆地连续的二维精细地壳结构,模型揭示沿L1测线的华南大陆为典型的陆壳结构,地壳可以分为上地壳、中地壳和下地壳三层。上地壳与中地壳界面C1深度为10.0km至12km,其层内存在一个以结晶基地为界面的亚层,深度约1.5到2.5km;中地壳与下地壳界面C2深度18.0km到20km变化,该界面由北西往东南向靠近海岸线时逐渐向上抬升,导致中地壳厚度从8km左右逐渐减薄至6km左右。莫霍面深度在28.0km至30.0km之间,沿剖面地壳厚度总体自北西内陆往南东沿海逐渐减薄,总体厚度由西北端部30.0km减薄至东南端部的28.0km。2. 在测线120km-130km、C1与C2界面之间海拔深度15.0km深度处存在速度最低值为6.05km/s的低速层,在测线120km-130km、C2与莫霍面间海拔深度约21.5km处存在速度最低值为6.37km/s的低速层,可能由部分熔融物质组成。断裂所在的界面有明显的隆起或下凹,且为低速异常体边界。中地壳和下地壳的低速体与莫霍界面的隆起位置一致,上地幔与地壳可能存在能量与物质的交换通道,从而在该区域形成低速异常体。3. 在中地壳四会-吴川断裂、开平-恩平断裂了C1与C2界面间的低速层的边界,反映了上述两组断裂其切割深度很有可能达到了C2界面。在下地壳广州-恩平断裂清晰界限了C2与莫霍面之间的低速层的南边界,低速层北边界不及南边界清晰,因此进一步推断四会-吴川断裂和开平-恩平断裂东支、西支深度均达到莫霍面,可能为地幔深部物质上涌的通道,与珠三角构造断陷盆地白垩纪以来的构造运动有关。4. 五桂山北麓断裂、五桂山南麓断裂劲穿过上地壳到达中地壳顶部,这两条断裂在历史上鲜有地震记录,断裂的最新活动时代应在早第四纪,发生中强地震的风险极低。5. 珠三角地区地震震源深度主要集中在5-20km,最深28km(任镇寰等,2016),从剖面二维P波速度结构上看,震源深度主要在中上地壳,C2界面以上。距离L1测线两侧30km范围内,有历史记录共发生5次5级以上地震,其中4次发生在高明以北,即C1、C2以及莫霍面之间存在低速区。C1、C2之间的中地壳是脆性上地壳和韧性下地壳之间的一个转换带,C1、C2之间以及C2、莫霍面之间的低速体有利于应力在其上方的脆性地壳内集中,地震更多发生在地壳高速层到低速层的过渡带中,成为易于发生破裂、地震密集发生的地带。因此,沿剖面高明以北地带是中强震潜在震源区。6. 珠江口区域甚至整个华南由陆地向海岸线Moho面逐渐抬升,地壳减薄的现象,主要是华南地壳受南海扩张时的拉张力,导致中下地壳较为柔软的韧性物质被拉张减薄引起的。也就是说,珠江口中地壳的低速韧性层被拉伸减薄引起了珠江口区域地壳厚度由陆地向海岸线的减薄。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18006
Collection学位论文(博士)
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GB/T 7714
张项. 珠江口西侧深地震探测与构造研究[D]. 南海海洋研究所,2018.
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