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青藏高原北缘阿尔金断裂带岩石圈电性结构及深部热状态研究

张乐天  
【摘要】:位于青藏高原北缘的阿尔金断裂带是一条大规模左行走滑断裂带,该断裂带在吸收印度板块与欧亚板块的碰撞-汇聚运动过程中发挥着至关重要的作用。为了更好地了解该地区的岩石圈壳幔结构与构造特征,完成了分别穿越青藏高原北缘阿尔金断裂带中段及东段的大地电磁测深剖面。野外采集的原始数据时间序列经过一系列标准流程的处理,最终得到了高质量的张量阻抗数据。进一步的数据维性分析表明西线剖面与东线剖面北段的二维性较好。据此,将剖面数据旋转至区域构造走向方向并进行了二维反演。在二维反演的基础上还对全体数据开展了三维反演研究以进一步约束二维反演所得的电性结构模型并定性地探讨剖面旁侧的一些主要电性特征。最终的电性结构模型中反映出青藏高原北缘的中下地壳分布有高导层,可能是由局部熔融及含盐水流体共同作用下所形成的。而塔里木块体下方的电性结构则整体表现得非常高阻,对应着稳定的前寒武结晶基底。位于阿尔金断裂带中段阿尔金山脉区间下方的岩石圈电性结构主要表现为一大规模南倾的高导体,可能指示了塔里木块体的俯冲痕迹。同时,这一电性特征还表明阿尔金断裂体系在这一区间是岩石圈尺度的断裂。这一高导体被解释为中下地壳范围内由于俯冲板片的去水作用所形成的流体相对富集的区域。这些源自地幔的流体沿着切穿岩石圈的阿尔金断裂系上涌,并与深部矿物发生蛇纹岩化作用,从而形成了阿尔金断裂带中段下方的低速-高阻的地球物理特征。阿尔金断裂带东段主要表现为一壳内尺度的断裂,这一东西差异反映出沿阿尔金断裂带的左行走滑作用在断裂带东段逐渐被祁连构造域内的俯冲结构所吸收。三维反演结果还表明在东段地区柴达木地块东向俯冲于祁连地块之下,其变形样式以壳内的局部变形为主,因此并不支持壳内物质流在阿尔金断裂带东段地区的存在。在电性结构模型基础上,提出了利用Hashin-Shtrikman边界条件约束上地幔热结构的研究思路,并通过与实测地表热流分布的对比分析论证了这一研究思路的可行性。


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