西安及邻区壳—幔结构比R与地震活动关系分析

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摘要：本文在结合前人资料、研究区内构造地貌特征及历史地震资料的基础上，了解了壳幔结构比R的物理意义，通过研究我国大陆不同构造块体以及构造块体内的不同部位的地震活动度的差异和特征，分析了西安及邻区壳幔结构比R与地震活动的关系。

关键字：壳幔结构比R 地震活动 分析

中图分类号： P315.5 文献标识码： A 文章编号：

一、绪论

壳-幔结构比R是地壳厚度与岩石圈厚度之比，也是继活断层之后另一个判断与地震活动性有关的另一种方法。知道壳幔结构比与地震活动性的相关性，用西安及邻区的壳幔结构比R等值线图结合活断层来判断和预测地震的活动性，具有重要的现实研究意义。

二、区域构造地貌特征

渭河盆地地质构造复杂，新构造活动强烈，构造地貌的类型及分布较为复杂。

渭河盆地新构造运动对地貌的影响既有继承性又具新生性，前者表现为加深和强化了各地貌类型的差异性，加大地貌反差，使一些地貌类型发生变形变位。新生性表现为产生一些新的地貌类型。根据构造-形态分类原则，考虑到构造地貌的继承性和新生性，并兼顾地貌形态的一致性，可将渭河盆地的构造地貌分为两大类九小类：断块构造地貌（断块山地、断块台原、断块平原），断层线构造地貌（断层崖、断层峡谷、构造洼地、断层陡坎、断层河谷，断层线洪积扇等）。

三、壳-幔结构比值物理意义

岩石圈通常是指地球的刚性外壳,它由地壳(H)和上地幔顶盖层(D)组成,并在下伏的软流圈之上移动。代深部地球物理探测技术的发展,已有条件和可能较为准确地探测岩石圈结构的某些地球物理参数。综合深部地球物理探测研究得到的现今大陆地壳厚度(H)、上地幔顶盖层(即岩石圈地幔)厚度(D)、岩石圈厚度(L),是表述岩石圈壳-幔组合结构的3个基本参数,3者之间的内在关联和组合关系，即岩石圈壳-幔组合结构比值：，中， L=H+D。反映了岩石圈的性质和演化历史及层-圈之间的相互作用和运动,也决定了其动力学特征。根据公式壳-幔结构比的公式R=H/L=H/(H+D)，可以看出，R代表了地球浅层的结构特征.当H增大时，因分子、分母同时增大，R值变化幅度不大，但R值仍增加，反映了地壳越厚，地震活动度越高的大趋势；当D增大时，R值减小，说明该层愈厚，下层及地球内部的能量愈不易向上传导.因而R值大，一方面反映地壳较厚，其中应力容易积累，且不易调整；另一方面反映上地慢顶盖层较薄，地球内部的能量容易向上传递。R值大的区域为上地慢软流圈热物质的上侵、能量的向上传递，以及在地壳内积累提供了很适宜的构造条件，上地幔顶盖层（D）厚度的变化明显影响着R值的大小。

四、西安及邻区壳-幔结构比R与地震活动关系

西安及邻区在大的区域范围内的壳幔结构比R与地震活动是有一定的正相关性。

从区域地震震中分布可明显看出，区内地震活动主要受汾渭地震带和贺兰—六盘山地震带控制。据统计，自有史记记载历来，鄂尔多斯块体周缘断裂系发生8级以上大地震5次，而鄂尔多斯块体本身的地震活动比较平静，及地震活动频度小，强度小；鄂尔多斯块体周缘的R的变化较大，0.36—0.46，平均R值是0.42，而其块体本身的R值较低，为0.36；因此，可以说壳幔结构比R与地震活动性有一定的正相关性。

在渭河盆地向西方向，壳幔结构比R为0.46—0.56，发生的地震较多，Ms多在6.0以上；而西安北部为鄂尔多斯块体，壳幔结构比R值低，地震较少，Ms也多在5.9以下，且都为历史地震，1900年以来没有发生过地震。西安地区的地震较多，但震级一般都较低。所以，R分布大小与不仅震级有一定的正相关性，且与地震发生的频度有一定的正相关性。

由此可见，在西安及邻区的壳幔结构比R与当地的地震活动关系有一定的正相关性。在西安市北部的云阳镇附近R值最高，近0.85，其附近的耀县、富平县、三原县、泾阳县和礼泉县等都是高R值带，因此，相较于其他地区来说，潜在地震活动的危险性更大；华县地区的R值达0.70，也是地震活动高发带。据《中国地震简目》记录，记载，1556年，华县就发生了8级以上的大地震，一方面是验证了壳—幔结构比与地震活动性的正向相关性，另一方面根据汾渭地震活动期来看也是有发生地震的可能性的。

另外，在西安及邻区1900年以来发生的现今地震多集中在咸阳市附近，但震级一般较小，无6级以上的地震；但1900年以前发生的历史地震相对较多，6级以上的地震华县、咸阳都有发生，但咸阳地区4到5级的地震较多，所以可以看出，咸阳地区的地震活动性一般，而华县地区虽然R值不是特别高，但它位于华山西侧断裂，渭河断裂以及华山北麓断裂的交汇处，所以其地震活动性相较于其它地区来说较强。由此，我们可按地震活动相对安全性主要由由壳-幔结构比R值和活断层可以粗略的将西安及邻区划分为三个区域，即R>0.76为地震活动性安全区，0.56

壳-幔结构比R不仅与地震活动有着密切的正相关性，而且与地震深度、地震活动度、地震震级的耦合性也很高，即在壳幔结构比R大的地区，地震的活动性高，地震深度大，地震活动度S大，震级也较高。

五、结论

综合以上内容，本文有以下几点认识：

(1)地震与地壳厚度、岩石圈厚度有关。R值的内涵标志着板内壳一慢的物质运动及其壳—幔间通过对流和侵入达到交换能量和物质相互作用的程度。

(2)R值与地震活动明显正相关。R值愈高，S值也愈高，Ms愈高。

(3)西安及邻区的壳—幔结构比R与地震活动性亦明显正相关，因华县地区和口镇的R值相较最大，所以预测其地震活动危险性最大。所以，结合壳-幔结构比R值以及活断层将研究区划分为地震活动性安全区，地震活动性较安全区以及地震活动性危险区三个区域。

参考文献：

[1]毛桐恩、姚家榴，壳—幔结构比值与地震活动，1994,4

[2]毛桐恩、刘占坡、徐常芳、姚家榴、孙为国，中国东部大陆岩石层壳—幔结构比值R与动力学特征，地球物理学报， 1996,6

作者简介：

1. 郭睿怡（1989-），女，汉族，陕西铜川人，长安大学地测学院，地质工程专业，2012级硕士研究生

2. 郝骐（1991-），男，汉族，山东泰安人，长安大学地测学院，地质工程专业，2012级硕士研究生