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科学家绘制出青藏高原地表下最清晰图像

2018-9-21 9:03:00 来源:中国矿业报

《美国国家科学院院刊》日前发表了题为《高分辨率地震图像中印度地幔岩石圈断裂及其对西藏南部岩石圈变形的影响》的文章。由美国伊利诺伊大学和中国武汉大学科学家组成的研究小组通过高分辨率地震成像,及与地质、测地学、地球化学等多学科观测结果的比较,发现青藏高原南部的印度岩石圈板片分裂成至少4块,同时西藏南部的岩石圈呈现出耦合的变形。这个模型对理解青藏高原的变形和评估该地区的地震灾害有着重要的启示。

新生代以来的印度-亚洲大陆碰撞形成了青藏高原,影响了几乎整个东亚新生代的地质构造,也导致了我国西部及周边地区大地震频发。研究人员利用地震产生的地震波来对地球内部进行成像,结果显示印度的地幔岩石圈在青藏高原南部撕裂成了至少4块,其中西部和东部的板块俯冲更平、距离更远,而中部的板块俯冲角度更陡,大致停在了班公湖-怒江缝合带的位置。

同时,研究人员对多个地震目录中4级以上的地震进行了统计分析,发现不管是浅部还是较深部的地震活动都集中分布在4块俯冲板块内,被3条断裂带分隔开,特别是一些不寻常的中源地震的分布。西藏南部的测地学(全球定位系统)数据得到的地表高压缩应变率区域也被3条断裂带分开。此外,在过去1000年里,喜马拉雅碰撞带的大地震破裂区域都分布在几个块体内。这些块体边界的位置恰好和观测到的3条断裂带吻合,说明深部结构和浅表大地震破裂带的分布有一定的联系。

这些地球物理观测似乎都显示印度地幔岩石圈分裂成了几块,而且分裂对青藏高原中南部整个地壳变形有着强烈的影响,可能是西藏南部地壳拉张、裂谷和熔岩形成的主要原因。印度岩石圈板块向北俯冲时,可能受到不同的阻力。中间部分受到比较坚硬的拉萨块体的阻止,俯冲距离比较短,角度比较陡。不同阻力和俯冲角度造成了撕裂,从而产生拉张和剪切的应力环境,并通过岩石圈耦合,造成脆性上地壳的裂谷。俯冲板块对应的区域的强度足以积累应变而产生地震,而断裂带对应的区域则强度较弱且温度较高而主要表现为塑性形变。印度岩石圈板块分裂还可以解释晚中新世和第四纪的裂谷以及在西藏南部所分布的幔源超钾质埃达克岩。□(王立伟)

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