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EPSL:青藏高原东部深部物质逃逸流与四川盆地之间相互作用的地震学研究
2010-05-20 | 作者:科技与成果转化处 | 【 】【打印】【关闭

图注:青藏高原东部与四川盆地之间宽频带流动地震台站位置(三角形图标)及接收函数成像结果

约45Ma以来,印度-欧亚大陆之间的连续汇聚导致碰撞带地壳发生了不小于1500km的短缩。如何调节或吸收如此大规模的汇聚量,一直是地球科学界争论的热点。作为青藏高原东部边界的龙门山断裂带,毗邻扬子克拉通西缘,既是检验不同补偿模式和理解陆内形变机制最为理想的研究“窗口”,也是探索高原侧向增生、研究盆山相互作用,探讨汶川8.0级地震发生的深部构造背景的关键地区。

地质地球所青藏高原研究室张忠杰研究员及其团队利用2006-2007年横跨龙门山断裂带连续观测的被动源地震探测数据,开展了远震P波和S波接收函数成像与动力学综合研究,发现构造逃逸与下地壳流两大主流模式不能完整解释的系列现象:(1)Moho面地形起伏显著,自西向东地壳厚度减薄,龙门山造山带下方Moho面深度发生约20km的阶跃式变化;(2)岩石圈/软流圈边界(LAB)变化趋势与Moho面起伏恰恰相反,藏东至四川盆地LAB深度加深约50km;(3)藏东松潘-甘孜块体下方410-km界面较四川盆地下方下沉约20km,而660-km界面基本保持稳定;(4)地幔过渡带(MTZ)的厚度变化显著,相对于全球平均地幔过渡带厚度,藏东MTZ减薄15km,四川盆地下方加厚15km。

他们的综合研究认为:四川盆地对青藏高原东部深部物质逃逸流动所起到的阻滞作用不仅仅局限于地壳尺度,很可能扩展到整个岩石圈,甚至到达整个上地幔。在此基础上,他们提出了青藏高原东部深部物质逃逸流与四川盆地之间相互作用的两阶段调节模式:(1)青藏高原深部物质东向逃逸流遭遇四川盆地的刚性阻滞后分裂为两支,一部分绕四川盆地向东南和东北方向逃逸,另一部分向下潜入地幔(龙门山造山带下方软流层物质的近垂直流可以看作印度-欧亚大陆连续汇聚的另外一种补偿方式);(2)岩石圈拆沉(delamination)或热的软流层逃逸流动造成的岩石圈去底而带来的重力反弹,导致龙门山抬升,形成青藏高原周缘地形梯度最大的龙门山造山带。

该研究成果近期发表在国际知名地学刊物Earth and Planetary Science Letters(Zhang et al. Seismic signature of the collision between the east Tibetan escape flow and the Sichuan Basin. Earth and Planetary Science Letters, 2010, 292: 254-264)

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