青藏高原及邻区岩石圈应力状态特征及其地质意义

Abstract

青藏高原及邻区现今岩石圈应力状态受到岩石圈本身及下部地幔作用的共同控制，即受岩石圈内部密度分布变化造成重力势能差及地幔对流作用对岩石圈底部拖拽力共同影响。研究岩石圈应力状态对进一步认识青藏高原演化的动力学背景及机制具有重要作用。本文利用Crust1.0地壳密度模型结合S40RTS地幔横波速度变化模型计算重力势能，利用EGM2008重力场模型计算地幔对流作用在岩石圈底部的拖拽力，通过求解薄板模型力平衡方程分别得到这两种力源的岩石圈应力场以及两种力源的联合应力场，综合分析青藏高原地区应力状态特征，并根据重力势能应力场、地幔对流应力场、两种应力场的相对大小以及两种应力场与地表形变的相关关系特征划分了六个区域。综合分析塔里木盆地等稳定地块区岩石圈应力场的主要受重力势能差控制；印度板块与青藏高原碰撞带岩石圈应力场主要受控于深部地幔拖拽力；青藏高原内部岩石圈应力场受重力势能和地幔拖拽力共同控制。青藏高原东南缘岩石圈应力与地表形变相关性较差，推测该地区由于存在有效黏度更低下地壳流使壳幔解耦，地幔拖拽力对浅部地壳影响较弱，导致岩石圈平均应力场与地表形变不一致。