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Tectonophysics:东昆仑造山带地壳结构
来源:科技处 | 发布日期:2015-01-19

青藏高原东北缘记录了古生代昆仑造山和印度-欧亚大陆板块碰撞和汇聚的远场效应,代表了青藏高原早期的生长阶段,而地壳速度结构对了解印度-欧亚大陆的碰撞及高原变形有重要的作用。

为获取与其相关的更多信息,在已经进行的贵德-莫坝380公里深地震测深剖面,及跨昆仑断裂带的深反射剖面的背景下,地质地球所特提斯中心徐涛副研究员及导师张忠杰研究员等人,沿着贵德-莫坝剖面布设了24台流动宽频带地震仪,剖面从松潘-甘孜地体,跨东昆仑山(阿尼玛卿缝合带)并一直延伸至祁连地体,台间距为10-15公里,剖面长逾400公里(图1)。资料选择在201011月至20116月期间,震级大于5.0,震中距30-90°264个地震事件,经过系数为2.5的高斯滤波,最终挑选了1823条高信噪比的接收函数。通过剖面的CCP(共转换点)叠加成像以及H-K扫描,最终获得Moho面深度和速度比结果(图2)。 

  

1 东昆仑山脉宽频带地震台站构造和位置图

红色三角为布设的宽频带地震台站;蓝色五角星及灰色三角形为深地震测深的炮点和接收器;顶部小图为所选用地震事件的分布。地质块体:QT,羌塘,SG,松潘-甘孜,Qaidam,柴达木-昆仑,QL,祁连;缝合带:BNS,班公-怒江,JS,金沙,AKMS,阿尼玛卿(昆仑断裂)SQS,南祁连

2 沿着剖面的地形和CCP偏移成像结果

红色表示接收函数正振幅,与速度随深度增加相关,蓝色表示负振幅。黑色虚线表示估计的Moho面深度

经过对接收函数进行分析研究,他们得出以下结论:(1)地壳厚度从松潘甘孜块体下方的64公里,逐渐变化到祁连、柴达木-昆仑块体下方的60-62公里。(2)相同区域附近,接收函数结果显示东昆仑造山带下方Moho面起伏平缓,而贵德-莫坝剖面的深地震测深结果显示Moho面存在2-5公里台阶,地震反射剖面结果显示Moho面无明显起伏。(3)地壳纵横波速度比Vp/Vs从松潘-甘孜块体下方的1.76-1.85,到昆仑块体下方减小到1.83-1.65。不同的波速比,意味着不同地壳成分,东昆仑断裂带两侧波速比差异显示昆仑块体沿阿尼玛卿缝合带(AKMS)与松潘-甘孜拼合。(4)松潘-甘孜块体下方较高的纵、横波波速比,和龙门山西侧松潘-甘孜块体的波速比相似,昆仑块体下方较低的纵、横波速度比,支持青藏高原东北缘以上地壳增厚作用为主。(5)剖面西侧的拉萨-格尔木、玉树-共和宽频带剖面结果显示,金沙缝合带南侧的羌塘块体Moho面深度达到80公里左右,往北延伸到柴达木盆地其Moho深度仅50公里左右,Moho面深度在主要缝合带下方存在台阶式变化,但本剖面Moho面深度则显示光滑及平缓变化趋势。此外,显示沿着昆仑断裂,Moho面在东西方向存在一定的差异性。(6)沿东昆仑断裂带自西往东,地震非震层厚度,在东经90°-100°之间为40公里左右,在东经106°附近为20公里左右,与深地震测深速度结构所揭示特征一致,预示高原内部,沿着昆仑断裂,西部比东部有更大的可能存在下地壳流机制。 

         该研究成果最近发表在构造地质学国际权威期刊TectonophysicsXu et al. Crustal structure across the Kunlun fault from passive source seismic profiling in east Tibet. Tectonophysics, 2014, 627: 98-107)。

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