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劉震等-EPSL:地震波成像發現印度大陸俯沖板片撕裂
2020-01-25 | 作者: | 【 】【打印】【關閉

  自印度與歐亞發生碰撞以來,印度大陸巖石圈板片在青藏高原下方至少俯沖了數百公里,俯沖板片東西向變化明顯,西部為平俯沖,中部為小角度俯沖,東部為大角度俯沖,俯沖距離由西到東逐漸變小。在青藏高原中南部發育了一系列南北走向的裂谷(地塹),近年來的研究根據裂谷空間分布特征、火山巖成分、地震波走時和剪切波分裂,推測印度大陸俯沖板片在青藏高原下方撕裂,然而一直缺乏直接的深部觀測證據。 

  中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室殼幔結構探測學科組的劉震博士后與合作導師田小波研究員等利用課題組在青藏高原中部布設的兩個寬頻帶流動臺陣(圖1)記錄的天然遠震事件的波形記錄,提取了S波接收函數,并通過大量接收函數的共轉換點疊加成像獲得了高原中部巖石圈底界面的起伏形態(圖2)。結果顯示:在亞東-谷露裂谷下方,印度俯沖板片底界面都發生了明顯的東西向錯斷,兩側板片深度相差70 km;在裂谷的兩側,青藏高原巖石圈底界面在東西向也存在30 km的深度差異。  

1 青藏高原區域構造以及臺陣分布。其中藍色三角形和紅色倒三角形分別表示SANDWICH和Tibet-31N臺站分布

2 S波接收函數共轉換點疊加成像剖面圖。(a)剖面位置和150 km200 km深度平面S-to-P轉換點分布情況;(b-i)藍色虛線表示巖石圈底界面深部分布

  通過探測巖石圈底界面的成像,課題組獲得了印度俯沖板片撕裂的直接證據:青藏高原在印度的北向推擠下,巖石圈縮短增厚,在南北擠壓力和重力共同作用下,高原中部物質發生東西向的伸展;印度大陸俯沖板片發生撕裂形成的板片窗為深部的軟流圈物質上升提供了通道,熱的軟流圈物質侵蝕、破壞了上方東西向伸展的高原巖石圈,促使南北向裂谷的發育(圖3)。 

3 印度俯沖板片撕裂示意圖

  研究成果發表于國際權威學術期刊Earth and Planetary Science Letters。(劉震,田小波*,袁曉輝,梁曉峰,陳赟,朱高華,張洪雙,李瑋,譚萍,左思成,武澄瀧,聶仕潭,王高春,俞貴平,周貝貝.2020. Complex structure of upper mantle beneath the Yadong-Gulu rift Tibet revealed by S-to-P converted waves[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2020, 531: 115954. DOI: 10.1016/j.epsl.2019.115954 

 
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