南海与巽他陆块岩石圈有效弹性厚度分布及其构造意义

The effective elastic thickness Te is a parameter that characterizes its long-term integrated strength, and can provide the information of vertical stratification and lateral heterogeneity of lithospheric rheological properties. This project plans firstly to calulate the spectral effective elastic thickness estimates of the South China Sea and Sundaland Block by wavelet transforms of complete bouguer gravity and effective topography data. Then with the constraint of surface heat flow and deep thermal regime, and the forward method of calculating thermal-rheological structure, the vertical stratification and lateral heterogeneity of lithospheric rheological properties and its relationship in controling tectonic deformation will be analysed in details. Furthermore, comparing the tectocnic zones and Te linear zones between water and land area, combining the gravity and magnetic gradient analyses, the tectonic zone extension in marine area will be traced. With the forward and inverse methods, we will analyse the vertical stratification of subduction-collision systems of Sumatra subduction system, Java subduction system and Molluca Sea collisional system, and its relationship with earthquake preparation,and evaluate the influence of the factors such as the horizontal loading and dynamic topography playing on the Te estimates. This studies will be helpful to understand the strength and rheological property spatial variation in and between different tectonic units,and its realtionship with tectonic deformation, and be helpful to the studies of tectonics and earthquake, and the exploration of the influence of the horizontal loading and dynamic topography on the Te estimates in the subduction and collistion area will be of theoretical significance.

有效弹性厚度Te是岩石圈长期综合强度的量度，可以提供岩石圈流变性质侧向变化和垂向分层信息。申请课题拟利用小波变换的波谱分析技术，通过布格重力异常和等效地形数据的相干分析获取南海与巽他陆块地区的岩石圈有效弹性厚度图；结合地表热流和深部热结构约束，利用热流变结构计算的正演方法，详细分析区内块体岩石圈强度侧向变化和垂向流变分层特征及其对块体构造和构造带变形的约束关系；通过海陆对比，结合重磁梯度分析，追踪区内主要构造带在海域位置；针对苏门答腊俯冲系统、爪哇俯冲系统、马鲁古海俯冲碰撞系统，结合正反演技术，分析俯冲碰撞系统垂向流变分层与地震发育关系、评价水平负载与动力地形负载对有效弹性厚度计算的影响程度。这些工作不仅有助于认识研究区各块体强度和流变性质的空间变化和构造变形的流变学约束，有助于研究区构造演化和地震发育研究，而且对完善俯冲-碰撞区岩石圈有效弹性厚度计算方法也有一定的理论意义。

东南亚是由一系列外来陆块、火山弧、缝合带和边缘海盆拼接而成的复杂聚集体。为了更好地认识这些块体的构造演化历史，有必要对块体强度变化及其与块体变形和地震分布间的内在关系、块体间大型拼接构造带位置等开展研究。我们利用波谱技术，分析了重力异常与地形间的相关关系，获取了高质量的反映块体强度变化的有效弹性厚度（Te）分布，利用上地幔波速与温度关系，获得了上地幔顶部的地温分布，取得了以下主要成果：①海盆区、印支地块和滇缅泰马地块间的印支期缝合带以及孟加锡海峡岩石圈强度较低，而呵叻高原、昆嵩高地、婆罗洲、澳大利亚北部陆缘以及马鲁古海区则具有较高的岩石圈强度。②海盆和滇缅泰马块体等低强度区热岩石圈厚度较小，仅为65-85km，而强度较高的呵叻高原和马鲁古海一般较冷，其热岩石圈厚度大于85km。③印支半岛中，印藏碰撞引起的块体挤出位移被沿断裂带走滑挤出和块体内部的粘性构造变形的联合吸收，导致沿主要断裂的走滑量逐渐降低，延伸入南海时走滑量比原来假定的小很多，因此印支地块挤出对南海发育影响有限。④作用于东南亚活动大陆边缘的边界构造力产生的位移被俯冲作用及其邻近的软弱区构造变形吸收，导致内部块体运动速度大大低于边界活动边缘，大大降低了内部区域发生地震的几率。⑤Te图还揭示块体间大型拼接带的延伸轨迹，如位于印支地块和滇缅泰马地块间的印支期缝合带往东南通过勿里洞岛,往东经过婆罗洲南侧，延伸到前述爪哇-婆罗洲东部构造带交接处。⑥计算发现沉积层相对于基底的密度亏损对波谱方法估算有效弹性厚度有很大影响，提出波谱分析时需要对沉积层重力亏损加以改正。这些成果不仅从方法上改进了岩石圈强度计算的谱分析方法，而且对认识研究区内部块体强度与构造变形、地震分布的关系、重建研究区块体拼合的构造演化历史及其与南海形成演化的关系都具有重要意义。研究成果发表在国内外主流刊物《Gondwana Research》、《Basin Research》、《地球物理学报》、《Marine Geophysical Research》等SCI 检索刊物上。