青藏高原东南缘深部地球物理探测与壳幔结构研究进展_翁雪飞.pdf

2023 年第 38 卷 第2期2023，38(2):0612-0630地球物理学进展Progress in Geophysicshttp:/wwwprogeophyscnISSN 1004-2903CN 11-2982/P翁雪飞，武振波，徐涛，等2023 青藏高原东南缘深部地球物理探测与壳幔结构研究进展 地球物理学进展，38(2):0612-0630，doi:10 6038/pg2023GG0287WENG XueFei，WU ZhenBo，XU Tao，et al2023 Advances in the crust-mantle structure revealed by geophysical explorations in the southeastern marginof the Tibetan Plateau Progress in Geophysics(in Chinese)，38(2):0612-0630，doi:106038/pg2023GG0287青藏高原东南缘深部地球物理探测与壳幔结构研究进展Advances in the crust-mantle structure revealed by geophysical explorations inthe southeastern margin of the Tibetan Plateau翁雪飞1，2，武振波1，2*，徐涛3，4，唐国彬3，周卿5WENG XueFei1，2，WU ZhenBo1，2*，XU Tao3，4，TANG GuoBin3，ZHOU Qing5收稿日期2022-06-26;修回日期2022-10-28投稿网址http:/www progeophys cn基金项目国家自然科学基金(42174077，91755215)资助第一作者简介翁雪飞，男，1998 年生，硕士研究生，主要从事地震学研究 E-mail:1696227025 qq com*通讯作者武振波，女，1988 年生，副教授，主要从事地震学研究 E-mail:wuzhenbo cdut edu cn1 成都理工大学，地球探测与信息技术教育部重点实验室，成都6100592 成都理工大学地球物理学院，成都6100593 中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京1000294 中国科学院地球科学研究院，北京1000295 斯伦贝谢科技服务(北京)有限公司，北京1000151 Chengdu University of Technology，Key Laboratory of Earth Exploration and Information Techniques of the China Ministry ofEducation，Chengdu 610059，China2 College of Geophysics，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China3 Key Laboratory of Mineral esources，Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China4 Innovation Academy for Earth Science，CAS，Beijing 100029，China5 Schlumberger China，Beijing 100015，China摘要青藏高原东南缘地质构造作用复杂、地震活动频发，历来备受关注 为了探讨青藏高原周缘陆内变形动力学、高原侧向生长机制、地震孕育机理、大型矿床深部控矿模式等重要科学问题，地球物理学家已在该区域开展了大量的深部结构探测工作 本论文主要从人工源地震剖面、天然源地震成像、大地电磁剖面、地震各向异性等方面对该区域的研究结果进行了有效梳理和归纳总结，以期为后续的科学研究提供一定参考 综合来看，该区域地壳厚度整体呈现从南至北、从东向西逐渐增厚且地壳增厚主要发生在下地壳;区域内怒江断裂、南汀河断裂、无量山断裂、红河断裂等多条断裂均有切穿地壳的迹象;小江断裂至少延伸到下地壳，可能切穿地壳;腾冲火山区下方存在壳内低速、高导体，其上地幔也存在显著低速异常，深度约达 300km，壳内低速异常可能反映了未固结的岩浆囊，而深部AbstractThe southeastern margin of the Tibetan Plateauhas a complex geological structure and frequent seismicactivities，which has always attracted much attention Inorder to discuss important scientific issues in this region，such as the dynamics of intracontinentaldeformationaround the Tibetan Plateau，the mechanism of lateralgrowth oftheplateau，thetectonicenvironmentofearthquake，and the deep tectonic process model to controllarge ore deposits，geophysicists have carried out a lot ofdeep structure exploration work In this paper，based onthe research results of active source seismic profile，passive source seismic imaging，magnetotelluric profile，and seismic anisotropy study，we sort out these researchresults and summarize common conclusions，in order toprovidesomereferencesforthefuturestudyTheconclusions are as follows The thickness of the crust inthis region increases gradually from south to north and fromeast to west，and the crustal thickening mainly occurs inthe lower crust Several faults show signs of cutting throughthe crust，suchasNujiangfault，Nantinghefault，Wuliangshan fault，Honghe faultThe Xiaojiang faultextends at least to the lower crust，and may reach the Moho2023，38(2)翁雪飞，等:青藏高原东南缘深部地球物理探测与壳幔结构研究进展(www progeophys cn)地幔的低速则与印度板块在缅甸弧下方的东向俯冲有关;攀枝花地区地壳整体呈现地震波高速、介质高阻异常，表明其地壳介质的高强度特征;天然源地震学成像在青藏高原东南缘均发现在川西地块和小江断裂带附近存在明显的中下地壳低速异常，两者被攀枝花地区的高阻高速体隔开，并未直接连通，可能对应不同的成因机制;地震学观测到青藏高原东南缘上地壳各向异性的快波方向与 GPS 观测、地表构造存在一致性，但XKS 得到的岩石圈地幔各向异性快波方向约在 26N附近存在明显的南北向分区性:其北侧主要为近 N-S向，而南侧主要为近 E-W 向关键词青藏高原东南缘;深部结构;地震学;大地电磁;各向异性中图分类号P315文献标识码Adoi:10 6038/pg2023GG0287Therearecrustallow-velocityandhigh-conductivityanomalies under the Tengchong volcanic area，there arealso low velocity in the upper mantle in the depth about300 km，the former may reflect the unconsolidated crustalmagma，while the low velocity of the deep mantle isplausibly related to the eastward subduction of the Indianplate below the Burmese arcThe overall crust of thePanzhihua area presents high seismic wave velocity andhigh resistivity，indicating that the crustal medium hashigh strength Passive seismic source imaging in the studyareahasfoundthatthereareobviouslow-velocityanomalies in the middle and lower crust near the westernSichuan block and the Xiaojiang fault zone They are notconnectedlaterally，indicatingdifferentformationmechanisms The fast wave direction of the upper crust inthe region observed by seismology is consistent with GPSobservations and surface structures，but the fast wavedirection of the lithospheric mantle anisotropy obtained byXKS clearly shows transformation near about 26 N:thenorth side is mainly N-S orientation，while the south sideis mainly E-WKeywordsSoutheastern Tibet;Deep structure;Seismology;Magnetotelluric;Anisotropy0引言青藏高原东南缘位处欧亚板块与印度板块碰撞挤压且青藏高原向东侧向逃逸的关键部位，地质单元以及各块体之间的相互作用复杂，该区域是研究青藏高原周缘陆内动力学变形、高原侧向生长机制的重要地区之一，同时也是中国大陆地壳运动最强烈、地震活动最频繁的地区之一，历来受到地球科学家的广泛关注(1)主要构造单元从图 1 来看，青藏高原东南缘分布一系列大型走滑断裂将各个次级块体隔开 川滇菱形块体东以鲜水河安宁河则木河小江断裂带为界与松潘甘孜、大凉山次级块体、华南块体分隔，西以金沙江哀牢山红河断裂带为界与滇西南三江构造带相邻，内部则被丽江小金河断裂分为北西侧的川西地块和东南侧的滇中地块 滇西南三江地区构造演化独特，先后经历了特提斯增生造山以及新生代印度欧亚板块陆陆碰撞造山的多期次、持续性复杂动力学过程，区域内发育一系列大规模新生代走滑断裂系统，整体受金沙江哀牢山红河断裂带、澜沧江断裂带和怒江断裂带控制(翟明国等，1990;郭小飞，2017)，其东部为川滇菱形块体