作者:张忠杰等 来源:《地球物理学研究快报》 发布时间:2009-12-18 12:30:46
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横跨龙门山断裂带地壳结构探测研究

 
一般认为,自50Ma以来,印度-欧亚大陆之间的持续作用,产生了不小于1500km的汇聚。为了理解如此巨大规模汇聚量的调节机制,中外地球科学家们基于物理与数值模拟实验,先后提出上地壳物质东向逃逸与中下地壳通道流等模型,但缺乏来自地球深部的证据。龙门山断裂带作为青藏高原的东部边界,具有青藏高原周缘最大地形梯度,是检验不同模式和理解陆内形变机制最为理想的研究“窗口”之一。尤其是自2008年5月12日汶川大地震发生以来,该地区的壳幔结构研究更加受到人们的重视。
 
2006年7月,中科院地质与地球物理研究所青藏高原研究室张忠杰研究员及其团队横跨龙门山断裂带,沿龙泉山至阿坝县布设了29套宽频带数字地震台链,并进行了为期一年的连续观测。利用该被动源地震探测数据,基于远震接收函数偏移成像结果,发现沿剖面地壳结构存在如下特征。第一,Moho面地形起伏显著,藏东松潘-甘孜块体下方为50km左右,向东至龙门山断裂带下方加深至60km左右,而在四川盆地西北部却减薄至35km左右;作为上述两个块体的过渡地带,龙门山断裂带下方存在约15km左右的阶跃式Moho错断。第二,地壳的平均纵横波速度比(Vp/Vs)变化明显。藏东松潘-甘孜块体地壳平均纵横波速度比为1.75-1.88,龙门山断裂带下方为1.8-2.2,而在四川盆地西北部却逐渐递减到1.70左右。第三,松潘-甘孜块体东缘,Moho面对应的转换波震相上方15-20km处,存在一个明显的负极性震相,推测为龙门山断裂带西侧下地壳低速层顶部产生的PS转换波。
 
综合上述特征,作者推测藏东松潘-甘孜块体下方较高的纵横波速度比以及壳内负极性震相的存在是青藏高原东缘地壳内部存在低粘滞性通道的地震学响应;松潘-甘孜地块东缘P波接收函数径向与切向分量上转换波能量发育,指示低粘滞性下地壳的各向异性特征;Moho面地形的起伏、纵横波速度比的变化以及壳内负极性震相的存在等特征均支持“下地壳流”或“构造逃逸”模型,却并不支持扬子地块向松潘-甘孜地块下方西向俯冲的模型。该研究成果对于理解青藏高原深部物质流动模式、盆山相互作用以及汶川地震成因等具有较大的意义(Zhang et al. Crustal structure across Longmenshan fault belt from passive source seismic profiling. 《地球物理学研究快报》(Geophysical Research Letters), 2009, 36, L17310, doi:10.1029/2009GL039580)。(来源:中科院地质与地球物理研究所)
 
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