西秦岭-松潘构造结古洋地幔地球化学特征及构造归属探讨

西秦岭-松潘构造结是中国大陆中重要的构造转换域,为探讨不同陆块及古洋幔的构造归属提供了非常有利的条件。该构造结早古生代蛇绿岩单元内变质玄武岩的地球化学特征表明:其源区不具有高场强元素(HFSE)相对于大离子亲石元素(LILE)亏损的特征;稀土元素(REE)及其它不活泼元素特征表明蛇绿岩形成于与岛弧无关的环境。变质玄武岩的 Sr 同位素组成受到海水热液蚀变或后期变质作用的影响而有所改变。Nd-Pb 同位素组成特征表明其地幔源区具有典型的印度洋MORB 型同位素组成特征(传统意义上的"Dupal"异常),从而说明其地幔源区属于原特提斯构造域。西秦岭-松潘构造结古洋幔构造归属的研究不仅为研究该构造结内各微陆块构造归属提供重要的约束,也为研究有关陆块间造山带的性质、发展与演化提供了动力学背景。

中国大陆构造中的西秦岭—松潘大陆构造结

位于中国大陆中部的西秦岭—松潘大陆构造结属于地壳尺度上的巨型构造。该巨型构造是在中国大陆完成其主体拼合过程中 ,在特提斯阿尔卑斯—喜马拉雅、太平洋和古亚洲及其后的环西伯利亚弧形构造三大构造动力学体系共同作用下 ,由构成中国大陆的主要造山带及地块交接汇聚而成 ,成为东西向的中国大陆中央造山系、近南北向的川滇—贺兰构造带和中新生代以来形成的青藏高原之间交接转换的关键构造域。在先期构造基础上 ,构造结形成具有东、西和北三个重要边界以及内部东北、东南、西南和南端等多个具体构造结点。其内部主干构造勉略—阿尼玛卿构造带又将其划作西秦岭和松潘地块南北两部分。西秦岭—松潘构造结主要形成于中国大陆印支主拼合期 ,并叠加印支期后陆内构造。构造结内组成与结构复杂 ,构造样式繁多 ,包含有丰富的大陆地质信息 。

利用地貌形态估算西秦岭-松潘构造结及邻区的下地壳黏滞系数

西秦岭-松潘构造结下地壳黏滞系数的定量化研究是理解青藏高原东缘及东北缘动力过程的基础。为进一步认识该区域岩石圈动力学的演化过程,建立下地壳流与不同时间尺度岩石圈变形特征的相互联系,文中以下地壳管道流模型为基础,利用地貌形态估算下地壳的黏滞系数,探讨深部岩石圈流变学过程如何作用于上地壳形变和构造地貌特征;同时结合GPS速度场分析现今的地壳形变,进一步研究区域弥散构造变形过程。结果表明:1)若尔盖-红原盆地北侧及东北侧下地壳的黏滞系数小于东侧及东南侧;2)下地壳流具有向NE低黏滞系数区流动的趋势,较好地解释了该区域的造山运动过程、弧形等高线分布及"V"形展布断裂的发育;3)GPS数据揭示的现今地表运动方向与黏滞系数反演的下地壳历史演化方向一致,说明下地壳与上地壳可能具有良好的耦合特征。研究结果最终为解释不同走向和性质的断裂系发育、造山带形成、宏观地貌发育特征以及深入探讨青藏高原东北缘岩石圈的流变学和隆升动力学提供了依据。