摘要
近年来很多学者对六盘山地区的隆起机制给出了不同的见解,为了探明这一问题,利用重力数据对六盘山地区的隆起机制进行研究.通过对该地区实测重力数据与模型重力数据的分析,发现六盘山地区的隆起主要是由于青藏高原东北缘的向外延伸而造成的. 2014年8月跨越六盘山东麓断裂带,在长度约为200km的剖面上展开了流动重力/GPS联合剖面观测。观测结果表明,测线东端的布格重力异常约为-1.9×10-3mS-2,西端则为-2.5x10-3mS-2左右。在假设地壳均一的前提下,基于Airy均衡模型,利用布格重力异常和GPS观测数据,分别计算了测线所在剖面的莫霍面深度与均衡面深度。发现六盘山地区均衡深度大于莫霍面深度,表明该区域处于正均衡异常状态。考虑地壳分层的前提下,以研究区域地壳P波波速结构为约束,使用布格重力异常数据反演获取六盘山地区的地壳密度结构。利用上述地壳密度结构,依旧基于Airy均衡模型,计算六盘山地区均衡面与莫霍面深度,对比显示该区域亦处于均衡正异常状态。 假设地壳为弹性板的前提下,利用EGM2008自由空气重力异常和SRTM V18.1 DEM数据,在频域下研究了以六盘山为中心的青藏高原东北缘地区的岩石圈有效弹性厚度(Te)和加载机制。使用的方法为自由空气重力异常导纳方法。此方法利用MTM(多窗谱分析方法)对重力数据和地形数据进行频谱估计,进而获取自由空气重力异常导纳。使用此重力导纳与弹性板模型导纳在波数域(k=2π/λ,k为波数,λ为波长)中拟合,从而求解岩石圈挠曲的初始加载位置和有效弹性厚度。计算结果表明六盘山地区的Te为5km,岩石圈加载主要来自于地表,占总加载的95%。依据获取的Te和加载状态,计算研究区域的布格模型导纳。使用此导纳和频域地形数据可计算研究区域的频域布格重力异常,再进行傅里叶逆变换,可得到区域的弹性板布格重力异常,进而获取弹性板均衡异常。此异常表明六盘山地区在假设地壳为弹性板的前提下基本处于均衡状态。 Airy均衡异常与弹性板均衡异常的差异即是地壳分别为塑性体和弹性体的差异,此差异代表弹性地壳对其自身的承载。对比六盘山地区的Airy均衡异常和弹性板均衡异常的差异,发现六盘山东麓断层处地壳承载梯度值最大(图2),表明该断裂带吸收了较多的应变能。