青藏高原东南缘各向异性层析成像与壳幔变形

发稿时间:2018-12-06浏览次数:24

黄周传等


青藏高原的隆升和扩展机制一直是地球科学研究的热点,现今国际地学界广泛接受两种端元模型。法国科学家Tapponnier教授认为青藏高原的隆升与扩展与多期次的俯冲有关,同时伴随大型块体的侧向挤出;美国科学家RoydenClark教授则提出重力作用下的中下地壳的塑性流动是造成青藏高原扩展的主要原因。这两种模型中,中下地壳发挥不同的作用,前者中下地壳与整个岩石圈一起经受强烈的横向挤压,后者中下地壳运动独立于上下岩石圈变形,以侧向挤出为主。这两种变形中,会在中下地壳发育完全不同的介质方位各向异性。  


1:青藏高原东南缘下地壳和上地幔顶部的P波速度异常(左)与方位各向异性(右)。

红色表示低速异常,蓝色表示高速异常。右图中黑色短线表示方位各向异性,短线方向表示各向异性快波方向,短线长度表示各向异性强度。黑色曲线表示主要断裂,紫线表示主要块体边界,粉色虚线表示莫霍面深度为45公里处的等值线。红五角星表示六级以上地震,红三角表示腾冲火山。   

我们收集中国台阵在青藏高原东南缘布设的密集台阵数据,利用地震各向异性层析成像获得了青藏高原东部的地壳-上地幔各向异性(图1)。在青藏高原东南缘,中下地壳中各向异性的快波方向与高原边缘平行,同时平行于高程等值线,表明重力是中下地壳各向异性结构形成的主要原因。这与中下地壳流动产生的与等高线垂直(与重力梯度平行)的各向异性快波方向完全不同。基于上述结果,我们认为在青藏高原扩展前缘,并不存在明显的中下地壳流动与增厚,否定了下地壳流作为青藏高原东南缘扩展的主要方式。 


该研究于2018年发表在Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上,作者为南京大学黄周传老师。本研究成果受国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项“多板块汇聚与晚中生代成矿大爆发的深部过程”项目(2017YFC0601406)资助,为第一资助。     

全文信息:Huang, Z., Wang, L., Xu, M., & Zhao, D. (2018). P wave anisotropic tomography of the SE Tibetan Plateau: Evidence for the crustal and upper-mantle deformations. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 123. https://doi. org/10.1029/2018JB016048