印度板块岩石圈地幔向北俯冲到羌塘地体之下的远震P波层析成像证据

利用PASSCALI、NDEPTH-ⅡI、NDEPTH-Ⅲ、HIMNT等研究计划,及中国新疆地学断面和国家973项目在青藏高原布设的流动台站记录的到时数据,以及自1990年1月到2004年2月全球地震事件的震相报告,作者对覆盖印度大陆的恒河平原和整个青藏高原的305个地震台站记录的9649个远震事件,共139021条P波初至到时资料进行了层析成像反演.结果表明:印度岩石圈地幔在不同的位置向北俯冲的形态不同,但俯冲前缘都到达羌塘地体之下.沿88°E剖面显示,厚约100 km的印度岩石圈地幔从南部的恒河平原向北一直俯冲到青藏高原之下.在主边界逆冲断裂之下100 km深度处以约22°角度开始向北俯冲,俯冲最前缘到达羌塘地体的中部地区约34°N,之后进入上地幔深处.而沿北东方向的剖面则显示,印度岩石圈地幔以近水平的角度俯冲到青藏高原之下,向北越过班公-怒江缝合带,到达33°N附近,然后以大角度近乎垂直地向下俯冲断离,并引起地幔热物质的上涌,形成羌塘地体之下大规模的低速带.

西昆仑造山带下岩石圈地幔速度结构

在已完成的新疆地学断面研究计划实施中曾在西昆仑山前布置了14个宽频带地震台站.利用记录到的远震P波初至和层析成像方法,研究了西昆仑造山带下的岩石圈地幔结构特征.在已有地震学证据基础上,层析成像结果显示,西昆仑造山带下的高速岩石圈地幔可能是印度岩石圈地幔的俯冲前缘.沿东经80°深度剖面图像显示,在西昆仑造山带下的150～300km处,高速异常的岩石圈地幔前锋与低速异常的塔里木块体岩石圈地幔发生了面对面碰撞.

重力异常揭示印度大陆地幔岩石圈在喜马拉雅东部之下陡俯冲

印度大陆地幔岩石圈(ICML)在印-亚碰撞带之下的几何结构和变形对于了解陆-陆汇聚模式至关重要.本文利用重力数据和地震速度模型,估算了藏南地区上地幔剩余重力异常,然后通过三维重力反演构建了上地幔密度模型.结果显示,在喜马拉雅东部之下的上地幔中存在低密度异常,其东西长约300km,南北宽约100km;而在喜马拉雅西部之下则没有明显的密度异常.低密度异常的西界对应于亚东-谷露裂谷(地表经度为89°~90°E),南界可能代表地幔缝合线,位于28°N附近(即雅鲁藏布江缝合带以南约130km处).研究认为,与西部的ICML近水平俯冲不同,东部的ICML可能为陡俯冲,并可能伴随软流圈上涌.这种横向变化的几何结构表明,ICML可能在地幔缝合线与亚东-谷露裂谷在上地幔的交点处发生了重大撕裂.ICML撕裂以及在东部陡俯冲这一地质过程可能与藏南裂谷的发育以及喜马拉雅-冈底斯东部的中新世岩浆活动、成矿作用有关.

青藏高原北部新生代火山岩区深部结构特征及其成因探讨

青藏高原北部发育的大量新生代钾质、高钾质火山岩体的成因一直是个谜。利用布置在青藏高原内部及其周缘的305个临时宽频地震台站和固定地震台站记录到的9649个远震事件,共139021条P波初至到时资料对青藏高原深部结构特征进行了层析成像反演研究。结果显示,印度岩石圈地幔俯冲前缘已经到达了羌塘地体中部之下,在俯冲前缘存在一个从地幔深处延伸至地表的大规模低速体。该低速体可能是由于印度岩石圈地幔前缘俯冲进入软流圈深处而引起地幔热扰动,造成深部软流圈地幔的热物质向上扩散而形成的深部地幔物质上涌通道;该通道为青藏高原北部的新生代钾质、高钾质火山岩体的形成提供了条件。因此,青藏高原北部新生代火山岩可能是印度岩石圈地幔持续北向俯冲的结果。