﻿ 华北地区岩石圈有效弹性厚度及其地球动力学意义
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 大地测量与地球动力学  2023, Vol. 43 Issue (9): 936-944  DOI: 10.14075/j.jgg.2023.09.011

### 引用本文

SUN Wenkui, TANG Xingong. The Effective Elastic Thickness of the Lithosphere in North China and Its Geodynamic Significance[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2023, 43(9): 936-944.

### Foundation support

National Natural Science Foundation of China, No.42274087, 41874119, 42174083.

### 第一作者简介

SUN Wenkui, postgraduate, majors in gravity and geodynamics, E-mail: 202071314@yangtzeu.edu.cn.

### 文章历史

1. 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，武汉市大学路111号，430100;
2. 长江大学地球物理与石油资源学院，武汉市大学路111号，430100

 图 1 华北地区地质构造 Fig. 1 Geological structure map of north China

1 方法及数据 1.1 导纳法与相关函数法联合反演方法

 $Z(k)=\frac{\Delta g(k)}{H(k)}$ (1)
 $r^2(k)=\frac{\left|\left\langle g(k) H^*(k)\right\rangle\right|^2}{\left\langle g(k) g^*(k)\right\rangle\left\langle H(k) H^*(k)\right\rangle}$ (2)

 图 2 弹性板挠曲响应示意图[1] Fig. 2 Flexural response diagram of elastic plate[1]

 $F=\frac{f}{1+f}$ (3)

 $\begin{gathered} \chi^2\left(F, T_e\right)= \\ \frac{1}{(2 N-2)} \sum\limits_{j=1}^2 \sum\limits_{i=1}^N\left(\frac{d_{i j}-s_{i j}\left(F, T_e\right)}{\sigma_{i j}}\right)^2 \end{gathered}$ (4)

1.2 贝叶斯推断

 $\begin{gathered} P(\theta \mid x)= \\ \frac{P(x \mid \theta) P(\theta)}{P(x)}=\frac{P(x \mid \theta) P(\theta)}{\int_\theta P(x \mid \theta) P(\theta) \mathrm{d} \theta^{\prime}} \end{gathered}$ (5)

 图中蓝色符号为观测导纳与相关性曲线 图 3 华北克拉通西部不同方法反演的导纳与相关性曲线拟合 Fig. 3 Admittance and coherence fitting of different inversion methods in the western north China Craton

 图中μ为平均值,σ为标准差,95%CI对应95%置信区间，MAP为最大后验估计 图 4 华北克拉通西部贝叶斯推断法模型参数统计分布 Fig. 4 Statistical distribution of model parameters from the Bayesian inference method in the western north China Craton

 图 5 华北克拉通中部不同方法反演的导纳和相关性曲线拟合 Fig. 5 Admittance and coherence fitting of different inversion methods in the central north China Craton

 图 6 华北克拉通中部贝叶斯推断法模型参数统计分布 Fig. 6 Statistical distribution of model parameters from the Bayesian inference method in the central north China Craton

 图 7 华北克拉通东部不同方法反演的导纳和相关性曲线拟合 Fig. 7 Admittance and coherence fitting of different inversion methods in the eastern north China Craton

 图 8 华北克拉通东部贝叶斯推断法模型参数统计分布 Fig. 8 Statistical distribution of model parameters from the Bayesian inference method in the astern north China Craton

1.3 重力数据

2 反演结果

 图中灰色圆点表示1900~2022年发生在华北地区5级及以上地震 图 9 华北地区Te值和F分布 Fig. 9 Distribution of Te and F in north China

3 结果分析 3.1 Te分布与华北克拉通破坏

 图 10 华北地区Te误差和F误差分布 Fig. 10 Distribution of Te error and F error in north China

3.2 Te分布与地震活动性关系

3.3 Te与地表热流关系

 图 11 华北地区地表热流分布 Fig. 11 Distribution of terrestrial heat flow in north China
4 结语

1) 华北克拉通Te值分布整体呈现横向不均匀性，这种明显的不均匀性证实了东部发生克拉通破坏和岩石圈减薄，而西部仍保持相对稳定的特征。

2) 从地震空间分布来看，地震活动与Te值关系复杂。华北地区地震活动主要沿Te相对低值区发生，表明在岩石圈强度薄弱区容易释放积累的应力与能量，更有利于地震的孕育和发生。而Te高值区构造则相对稳定，整体具有较强的抵抗岩石圈变形的能力。地震是构造应力长期积累和突然释放的结果，地震活动性主要受其所处的深部构造环境影响。

3) Te值大小还受岩石圈热结构的影响，Te值与地表热流值整体对应关系较好，但在苏北盆地和渤海湾地区，Te值与地表热流值呈现负相关关系。其原因可能是由于热物质上升和流动，浅部地壳被破坏，产生高地表热流值，而深部地壳仍具有克拉通属性。