水星表层构造及其成因研究进展
发布时间：2022-01-22 19:56
长期以来,类地行星表层构造一直是行星科学领域的研究重点。研究水星表层构造有助于直接或间接地反演水星的演化过程。得益于空间探测项目的开展,大量探测数据为研究水星表层构造提供了坚实的基础。介绍了水星表层构造及其成因的研究进展,包括发育于水星表层的主要地质构造与水星径向收缩的关系,以及主要的地质构造走向和分布及其成因。最后介绍了对水星的壳层热结构和地壳厚度的研究进展。
【文章来源】：天文学进展. 2019,37(04)北大核心CSCD
【文章页数】：17 页
【部分图文】：
叶状悬崖的走向和分布[45]
其中，S表示水平收缩距离，h表示起伏，D表示断层最大滑动位移，θ表示断层倾角，μ表示摩擦系数。该模型使用叶状悬崖的起伏h来估算断层的最大滑动位移。用同样的方法还可以计算出水平收缩距离。从以上公式不难看出，要研究径向收缩，需要较精确地确定断层倾角θ的值。式(3)阐述了断层倾角与摩擦系数的关系。由实验室测定的典型摩擦系数为0.6～0.8，一般认为最佳取值为0.65[20-22]。Sato[23]开发了一种基于应力张量反演技术的计算机算法来计算摩擦系数。在应用了一系列天然断层的数据后，他计算出的摩擦系数约为0.7。而根据弹性位错模型，以及由实验室测定的典型摩擦系数，他计算出所对应的断层倾角约为25?～30?。考虑到Brewer等人[24]对地球上类似断层的研究结果，Watters等人[19]将断层倾角拓展至20?～35?。
皱纹脊(如图1a)所示)是典型的宽、低起伏的拱形构造，由褶皱和冲断层组合而成，其长度多在100 km以内，且地形起伏较小，最高处大多不超过1 km[14,15]。叶状悬崖(如图1b)所示)是一种线状或弧状构造，其长度可从几十千米延伸至上百千米。从平面上看，叶状悬崖地势起伏多变，最高处可达几千米，其地形剖面展现出正面坡陡，背面舒缓的特征。目前已知最长的叶状悬崖名为企业悬崖(Enterprise Rupes)，它的长度接近1 000 km，最高处可达3 km[14,15]。高凸浮脊(如图1c)所示)一般可以延伸至几百千米长，但是由于其宽度较大，所以在影像上不容易被识别。与皱纹脊和叶状悬崖不同，高凸浮脊典型的地形剖面图呈中间高，两边对称下降的趋势，被它们穿过的撞击坑呈现破裂或变形构造，这一构造被解释为是由逆断层形成的[14,15]。目前，在水星表面的部分区域已经发现高凸浮脊向叶状悬崖转变的证据，它们共同组成了水星上最长的地质构造[15]。叶状悬崖是水星表面最常见的地质构造，一直以来被用于分析和研究水星内部结构、地质活动史及其热演化历史[13,15,18]。由于叶状悬崖被解释为水星收缩形成的冲断层所导致的地表破坏，因此，Watters等人[19]提出了弹性位错模型，认为可以将断层产生的水平收缩距离作为断层倾角和断层滑动位移的函数(见图2)。他们据此模型研究了水星的径向收缩，并给出了相关定义：
本文编号：3602807
【文章来源】：天文学进展. 2019,37(04)北大核心CSCD
【文章页数】：17 页
【部分图文】：
叶状悬崖的走向和分布[45]
其中，S表示水平收缩距离，h表示起伏，D表示断层最大滑动位移，θ表示断层倾角，μ表示摩擦系数。该模型使用叶状悬崖的起伏h来估算断层的最大滑动位移。用同样的方法还可以计算出水平收缩距离。从以上公式不难看出，要研究径向收缩，需要较精确地确定断层倾角θ的值。式(3)阐述了断层倾角与摩擦系数的关系。由实验室测定的典型摩擦系数为0.6～0.8，一般认为最佳取值为0.65[20-22]。Sato[23]开发了一种基于应力张量反演技术的计算机算法来计算摩擦系数。在应用了一系列天然断层的数据后，他计算出的摩擦系数约为0.7。而根据弹性位错模型，以及由实验室测定的典型摩擦系数，他计算出所对应的断层倾角约为25?～30?。考虑到Brewer等人[24]对地球上类似断层的研究结果，Watters等人[19]将断层倾角拓展至20?～35?。
皱纹脊(如图1a)所示)是典型的宽、低起伏的拱形构造，由褶皱和冲断层组合而成，其长度多在100 km以内，且地形起伏较小，最高处大多不超过1 km[14,15]。叶状悬崖(如图1b)所示)是一种线状或弧状构造，其长度可从几十千米延伸至上百千米。从平面上看，叶状悬崖地势起伏多变，最高处可达几千米，其地形剖面展现出正面坡陡，背面舒缓的特征。目前已知最长的叶状悬崖名为企业悬崖(Enterprise Rupes)，它的长度接近1 000 km，最高处可达3 km[14,15]。高凸浮脊(如图1c)所示)一般可以延伸至几百千米长，但是由于其宽度较大，所以在影像上不容易被识别。与皱纹脊和叶状悬崖不同，高凸浮脊典型的地形剖面图呈中间高，两边对称下降的趋势，被它们穿过的撞击坑呈现破裂或变形构造，这一构造被解释为是由逆断层形成的[14,15]。目前，在水星表面的部分区域已经发现高凸浮脊向叶状悬崖转变的证据，它们共同组成了水星上最长的地质构造[15]。叶状悬崖是水星表面最常见的地质构造，一直以来被用于分析和研究水星内部结构、地质活动史及其热演化历史[13,15,18]。由于叶状悬崖被解释为水星收缩形成的冲断层所导致的地表破坏，因此，Watters等人[19]提出了弹性位错模型，认为可以将断层产生的水平收缩距离作为断层倾角和断层滑动位移的函数(见图2)。他们据此模型研究了水星的径向收缩，并给出了相关定义：
本文编号：3602807
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