鄂尔多斯块体的现今构造运动与动力学分析.pdf

鄂尔多斯块体的现今构造运动与动力学分析 李延兴 中国地震局第一地形变监测中心，天津300180 关于鄂尔多斯的旋转问题，Peltzeret et a111996)与zhanga1(1998)认为鄂尔多斯有逆时针转动；而汪素云等 (1991)认为：如果没有块体下部的动力原因引起这种转动，只靠周边块体的作用是难以产生该块体的逆时钊‘转动 的。外部作用在东西两侧，若对该块体加了扭剪力矩的话，则这种力矩只能是顺时针的。鄂尔多斯足否存在旋 转?若有旋转是顺时针还是逆时针?驱动力来自何方?本文根据鄂尔多斯及周围地区GPS网的观测成果将进一 步研究。 我们选择鄂尔多斯块体上的90个GPS站，根据它们ITRF2000站速度，估计了鄂尔多斯块体的旋转参数。 若以Calais定义的欧距板块ITRF2000为基准，得到鄂尔多斯相对于欧亚板块旋转的旋转级的经纬度与角速度 et 分别为122．920E，55．48。N和0．157。／uyr。显然，这是一个逆时针旋转，旋转极的位置与Peltzeral的结 果比较接近，如果以我们定义的蒙古ITRF2000框架为基准，得到鄂尔多斯相对于蒙古的旋转级经纬度与角速度 et 分别为121．400E，48．280N和0．176。／uyr。显然这也是一个逆时针旋转。这个结果与Zhanal的结果非常一 et 致。Zhan al估计得到太行山相对于鄂尔多斯旋转极的经、纬度分别为123。E，41。N，角速度很小。我们由 et 与Zhanal的结果也是相同的。 因此可以得到结论：鄂尔多斯相对于欧亚板块或者蒙古地台存在一个逆时上旋转。如果以蒙古地台为参考 et 基准，用GPS方法与地质学方法得到的鄂尔多斯相对于蒙古地台的旋转参数是相同的。Zhanal得到的是 2．4／僵yr以来鄂尔多斯相对于蒙古旋转平均参数，而我们得到的是最近7年(1998～2004)的平均参数，由此我 们可以得出第二条结论：鄂尔多斯维持了晚新生代以来的继承性运动，而且自晚新生代以来，鄂尔多斯的运动 是稳定的。 分析鄂尔多斯及周围地区相对于鄂尔多斯的速度场可以看到，在鄂尔多斯内部GPS站的运动速率都很小， 而且运动方向是随机，在鄂尔多斯四周，GPS站的运动速度率较大，而且运动方向具有明显的分区一致性。在 鄂尔多斯的西南，GPS站的运动速率最大，平均为10ram，yr，运动方向在鄂尔多斯南边界较远的地方青藏块体 向NE方向运动，在靠近边界时方向转变为EW向，由西向东推挤鄂尔多斯。在鄂尔多斯的西南角外侧，青藏 块体向ES方向推挤鄂尔多斯，形成一个使鄂尔多斯逆时针旋转的力矩。在鄂尔多斯的西北，阿拉善块体相对于 鄂尔多斯向NNW方向运动，在边界形成了较强的拉张区。在鄂尔多斯的东边，从边界向东由近到远，GPS站 的运动速率由小逐渐增大，运动方向由SSE逐渐向SE方向转变。这表明，太行山块体相对于鄂尔多斯发生逆 时针旋转与鄂尔多斯之间的边界以拉张为主。在鄂尔多斯的东南边界外侧，GPS站的运动速率约为5-7mm／yr， 运动方向sE，这表明鄂尔多斯的东南边界处于较较强的拉张状态。在鄂尔多斯的北面，GPS站的运动速率从东 向西逐渐增大。运动方向在北边界外侧的东端为SW或SWW，从东向西逐渐转变为NW。这表明，鄂尔多斯北 边界的东段可能受到燕山块体自东北向西南方向较弱的推挤力，形成一个使鄂尔多斯逆时针针旋转的弱力矩。 而在北边界的西段则受到一个NW方向的拉张力。 鄂尔多斯受到的最大作用力是青藏高原东北缘对鄂尔多斯向东或南东方向的推挤力，这个作用力促使鄂尔 多斯发生逆时针旋转。鄂尔多斯东北角受到的一个较弱的自东北向西南方向的推挤力也有助于鄂尔多斯发生逆 时针旋转。而它的东、西北和东南边界的拉张作用有利边界断裂带两侧之间的解耦，减少其旋转的阻力，它发 生逆时针旋转是必然的。 ·494·