青藏高原的壳幔电性结构特征及其动力学意义

【摘要】： 本论文以中国地质大学(北京)完成的0线、100线、500线、700线、800线、900线、1000线等八条南北向大地电磁测深(MT)剖面数据为基础,系统应用现代的MT数据处理技术与二维反演算法,对观测数据统一进行处理与反演,获得剖面控制区域新的二维壳幔电性结构模型。 大地电磁场观测数据的阻抗张量分解结果表明,研究区域的地下介质电性结构近似为二维结构,电性主轴方位近东西向,这说明青藏高原的主构造方向为东西向。通过对大地电磁测深响应的分析以及约束反演验算,证明了论文所采用的大地电磁数据的探测深度超过100公里。 研究结果表明:研究区壳幔电性结构模型中,沿南北向横向存在的电性梯度带与畸变带,基本与区域地质资料圈定的大断裂带吻合,反映了区内断裂构造带的深部结构特征。青藏高原地下100Km深度范围内,地壳可大致分为三个电性层,其中第二个电性层为高导层,即中、下地壳高导层。中、下地壳高导层在各个地块内的分布有较大差别:喜马拉雅地块内的壳内高导层规模较小;拉萨-冈底斯地块内的壳内高导层分布最广泛,规模大,产状向北倾斜;而羌塘地块内的壳内高导层明显分隔为南、北两部分,分别位于南羌塘与北羌塘。青藏高原的壳内高导层可能是由于岩石的部分熔融或者部分熔融与水流体共同作用的结果。在拉萨-冈底斯地块,壳内高导层可能是印度板块向北俯冲的电性痕迹,高导层的成因与板块俯冲过程中由于摩擦生热导致岩石部分熔融和脱水作用有关;在羌塘地块,壳内高导层可能是由于幔源物质上涌的烘烤作用导致中、下地壳岩石温度升高,发生部分熔融现象的结果;羌塘地块内未见明显的板块俯冲痕迹。 印度板块俯冲的前缘并没有越过班公-怒江缝合带,在班公-怒江缝合带南侧刚性的印度岩石圈下插至上地幔,造成幔源物质上涌,形成班公-怒江缝合带附近大规模的高导体。金沙江缝合带附近也存在大规模高导体,并且北侧的高导层明显向南倾斜,可能时亚洲板块向南俯冲的证据。沿缝合带东西向连续分布的大规模高导体,有可能是青藏高原下地壳物质向东“逃逸”的证据;其中班公-怒江缝合带可能是最重要的“通道”。