云南及邻区居里等温面与地壳构造研究

Based on the 50Hz scalar and vector magnetic data measured by the Swarm satellite constellation (launched by ESA in 2013), aeromagnetic measure, and the global high order magnetic field model, the Curie surface is estimated in Yunnan and its adjacent regions. The vertical variation of crustal temperature is estimated by using the relationship between the seismic longitudinal velocity and the rock thermal rate of the earth heat flux observation, to restrain and verify the subtle distribution of the Curie surface. Through the relationship between the Curie surface and the terrestrial heat flow, the geothermal gradient, and using the steady state heat conduction theory, the parameters in the Curie surface and the Moho surface, such as the heat flow, the geothermal gradient, and the crust-mantle flow ratio, are calculated and analyzed. The aim is to discuss the characteristics of the regional crust thermal structure. The relationship between the Curie surface and the crustal tectonics is studied, including the correlation between the Curie surface fluctuation and the seismic wave velocity anomaly, the crustal low resistivity layer, the Moho surface, and so on. The transverse distribution characteristics of the Curie surface in the vicinity of the deep fault zone, high heat flow zone, and seismicity tectonic zone are also studied. The results can add new criteria for the study of crustal tectonics, exploration, evaluation of underground resources, and the genesis of Earthquake disasters. This may has important scientific significance for understanding the regional geologic structure and geodynamic process in this area.

根据欧空局2013年发射的Swarm卫星星座50Hz标量和矢量磁测数据、航磁及全球高阶磁场模型，反演云南及邻区的居里等温面。利用大地热流观测值、地震纵波速度-岩石生热率的关系估算地壳温度垂向变化，对磁异常反演的居里等温面进行约束校正和印证，得出云南及邻区居里等温面的精细分布。在此基础上，通过居里面与大地热流、地温梯度的关系及稳态热传导理论，计算并分析居里面、莫霍面的热流、地温梯度分布、壳幔热流比等参数，探讨研究区域地壳热结构特征。研究居里面与地壳构造的关系，包括居里面起伏与地震波速异常、地壳低阻层、莫霍面等地球物理场探测的地壳圈层构造空间相关性；深大断裂带附近、高热流区、地震活动构造区的居里面横向分布特点。研究结果可以为该地区地壳构造研究、地下资源探测与评估、地震灾害成因探索等增加新的判据，对于深入认识该地区区域地质构造、地球动力学过程有重要科学意义。

根据2013年11月欧空局发射的Swarm磁测卫星星座的立体磁测数据为基础，将卫星磁异常与地面、航磁等资料相结合，构建磁场模型，研究云南及邻区地壳磁异常的分布。在此基础上，采用磁异常的功率谱技术估算研究区居里面深度，再利用地表大地热流、地温梯度测点资料，地震纵波速度与岩石生热率的实验统计关系对居里点深度进行约束，得到经过约束校正的居里面分布。分析居里面分布特征，探讨其与地壳构造的联系，得到居里面起伏与地表热流存在近似反相关关系，但并不十分明显，其原因可能是热流测点分布不均所致；地温梯度与居里面深度并非简单的线性关系，随着居里面深度增加，地温梯度发生了显著的变化。居里面深度大于25km时，地温梯度小于或在平均值（26.8°C/km）附近。在居里点深度小于25km的地区，地温梯度变化范围较大，可能与浅层介质中影响地温梯度的因素较多有关；研究区波速比较高的西昌、剑川、腾冲和楚雄的附近地区，居里面相对较浅。波速比相对较低的小江断裂以东、红河断裂以西至澜苍江断裂附近地区，居里面相对较深；研究区地壳内普遍发育高导电层, 其深度与壳内低速层大体相当，而居里面均在高导电层内；研究区6级以上地震的震源深度在5～33km之间，平均为16km，主要在中上地壳，居里面平均深度为25km，震源深度小于居里面深度；对比居里面与地震分布，发现地震分布并不是在居里面最深和最浅的地区，而是在居里面深浅过渡的梯级带。这一特征在腾冲地块、滇中地块和丽江-小金河断裂带附近发生的地震最为明显。研究区的地震分布在居里面的梯级带，以及震源深度小于莫霍面深度的特点，反映了震源深度分布可能与岩石圈热结构所引起的地壳脆-韧性转变有关。这些研究结果可以为该地区地壳构造研究和地震灾害防治等提供定量依据；对深入认识该区的地壳热结构、探讨不同地球物理场揭示的地壳圈层结构之间的关系具有一定的指导意义。