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天山构造带的上地壳介质各向异性分区特征

已有 1816 次阅读 2021-4-20 16:26 |个人分类:《中国科学》论文|系统分类:论文交流

天山山脉东西绵延2500km,由最西端的费尔干纳盆地向东延伸到中国境内的吐鲁番盆地,呈楔状分布,南北宽300~500km,平均海拔为2500m,是世界上最大的内陆造山带之一。从地质构造运动看,中国大陆及中亚地区的现代构造格架是印度板块向欧亚板块挤压碰撞的结果,大陆碰撞造就喜马拉雅山脉和青藏高原的同时,引起了亚洲大陆内部天山等古老造山带的复活及帕米尔高原大幅度的向北推移旋转,并使碰撞带两侧及其以北的天山、阿勒泰以及贝加尔一带成为新构造运动十分强烈的地区。天山构造带及其邻近构造单元见图1

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图1 天山构造带及其邻近构造单元和地震台站分布 


印度-欧亚板块的碰撞作用造成了天山造山带的复活,但关于天山复活的动力学机制、动力学模型构建等问题仍然处于不断的探索之中,尚未形成统一的认识。最新的一项针对天山构造带的上地壳介质各向异性分区特征的研究,获得天山构造带33个台站的剪切波分裂参数,分析了天山构造带的上地壳各向异性特征,为深入认识天山构造带动力学机制等问题提供了新的证据。

相关研究论文以“天山构造带上地壳介质各向异性分区特征”为题,在《中国科学:地球科学》2021年第4期出版。文章由中国地震局地震预测研究所高原担任通讯作者,新疆维吾尔自治区地震局李金作为第一作者撰写。研究者采用剪切波分裂系统分析法,利用天山地震带33个台站的11年的数据,分析了天山构造带的上地壳各向异性特征。

由于观测数据的缺乏,针对天山构造带各向异性的研究相对较少,此项研究发现天山构造带各台站快剪切波偏振方向存在明显的分区特征(图2,图3)。在天山地震带受盆地挤压及山前地表构造变形最强的区域,快波方向与其附近的构造应力场特征展现出很好的一致性,显示出明显的应力挤压现象,与“层间插入消减”、“板内相向俯冲”等动力学模型的相关认识较为相符,即天山造山带相对于南北两侧的盆地相对较软,是地壳缩短的主要发生区域,受到印度板块与西伯利亚板块敛合作用的远程影响,塔里木盆地向天山地壳与上地幔层间插入与俯冲消减。

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图2 天山中段地区快波偏振方向分布图


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图3  南天山西段地区(IV区)剪切波偏振方向偏振图


天山构造带不同区域台站的慢波时间延迟分区特征较为明显。北天山和南天山地区的慢波时间延迟自东向西均呈现出递增的趋势,这一结果与跨天山的南北向汇聚变形从东到西递增的特征呈现出较高的一致性。而构造运动最为剧烈的帕米尔东北侧地区的慢波时间延迟平均值显著高于其他地区,显示出这个地区的各向异性显著强于天山构造带其他地区。

这一研究结果可进一步了解区域壳幔的深部动力模式、揭示地壳介质和地表构造的运动学及动力学含义。


文章信息:[点击下方链接可阅读原文]

中文版: 李金, 高原, 王琼. 2021. 天山构造带上地壳介质各向异性分区特征. 中国科学: 地球科学, 51(4): 582–597

英文版: Li J, Gao Y, Wang Q. 2021. Anisotropic zoning in the upper crust of the Tianshan Tectonic Belt. Science China Earth Sciences, 64(4): 651–666, https://doi.org/10.1007/s11430-020-9709-0



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1 杨正瓴

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