青藏高原东北缘地壳增厚模式的地震学研究
2014-12-01 16:37:32   来源：化石网   评论：0 点击：

（化石网报道）据中国科学院地质与地球物理研究所：地震学研究揭示了青藏高原具有巨厚的地壳，但它是如何形成的，尚且缺乏足够的证据和一致的认识。根据不同观测提供的线索，前人提出了诸如纯剪切缩短增厚、双层地壳叠置增厚、下地壳挤入增厚和地壳流注入增厚等模型。不同的增厚模型意味着不同的地表抬升历史过程和高原侧向生长演化过程。青藏高原东北缘最显著的抬升发生在中-晚中新世以后，目前仍处于高原地表抬升阶段，因此这里适于青高原侧向生长和地壳增厚模式的研究。

地质地球所特提斯研究中心田小波副研究员等人在此背景下对青藏高原东北缘地区开展了研究。他们利用该地区固定地震台网(图1)宽频带远震数据，提取接收函数，通过Moho面的P-to-S转换波和多次波振幅叠加扫描，获得了地震台下方地壳的厚度以及地壳平均速度比（P波与S波的速度之比，含义同泊松比）的横向变化。同时结合前人的人工源宽角反射折射地壳探测研究成果，通过地壳厚度估算了东北缘地壳的缩短率。结果显示：（1）地壳厚度与速度比的变化成反比（图1a），指示在地壳增厚过程中低速度比的地壳组成物质（如长英质岩石）在地壳中所占比例增加；（2）海拔3千米以上地区地壳厚度小于Airy均衡模型的预测（图1b），指示在地壳增厚过程中低密度的地壳组成物质（如长英质岩石）在地壳中所占比例增加；（3）沿N30°E方向，东北缘地壳缩短量为250-350公里（图1c）， 远小于岩石圈板片所指示的缩短量（600-700公里），指示东北缘在缩短增厚过程中，地壳总体积在减小，可能是由于部分下地壳随地幔岩石圈向南俯冲，没有参与地壳的缩短增厚。以上研究表明：青藏高原东北缘的地壳增厚主要来自于上地壳的贡献（图2），如上地壳的纯剪切增厚或上地壳北向仰冲的简单剪切叠置增厚，而下地壳的底部与地幔岩石圈并未明显缩短。

上述研究认识为青藏高原的（早期）侧向生长和抬升机制研究提供了重要的参考。该研究成果分别发表在国际地学期刊Gandwana Research（Tian et al. Bulk crustal properties in NE Tibet and their implications for deformation model. Gondwana Research, 2013, 24(2), 548-559）和Tectonophysics（Tian et al. The crustal thickness of NE Tibet and its implication for crustal shortening. Tectonophysics, 2014, 634, 198-207）上。