塔里木盆地北緣與東天山地殼上地幔熱結構研究

《塔里木盆地北緣與東天山地殼上地幔熱結構研究》是依託南京大學，由李成擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：塔里木盆地北緣與東天山地殼上地幔熱結構研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李成
• 依託單位：南京大學

項目摘要

由於印藏碰撞的影響，在我國西部塔里木和天山地區產生強烈的新生代構造變形和地震活動。這種大陸內部變形受岩石圈熱-流變學結構不均一性控制，是當前大陸動力學研究重要基礎課題。在塔里木北緣和東天山地殼上地幔結構研究（重點庫爾勒－烏魯木齊一線）的基礎上，進一步對寬頻地震觀測資料深部結構信息進行提取，包括接收函式反演、S波接收函式分析，揭示軟流圈底面、上地幔410km和660km間斷面特徵；同時分析岩石圈熱－流變學結構的縱向分層和橫向不均一性特點；探索印藏碰撞的應力傳遞、岩石圈熱-流變學結構對碰撞過程中大陸內部變形的控制作用和地震活動規律，揭示塔里木－天山地區新生代地球動力學過程。研究對西部大陸動力學、地震活動規律以及塔里木盆地油氣成藏均具有重要理論意義和實際意義。

結題摘要

課題基本完成預定工作目標，投出SCI收錄外文期刊論文一篇，待投期刊論文2篇，培養博士生2名，組員參加國內學術會議交流3次，國際學術交流會議1次。 主要研究成果： 課題在基金項目“天山地區地殼上地幔結構的寬頻帶地震台陣觀測研究”基礎上，進一步對寬頻地震觀測資料進行深部結構信息提取，獲得了研究區地殼上地幔精細速度結構、深部變形特徵和介質力學性質的橫向不均一性；探討了印藏碰撞的應力傳遞機制、岩石圈熱-流變學結構對大陸內部變形的控制作用，揭示塔里木與天山在我國西部大陸變形中的構造回響動力學過程。 項目基於南京大學2002-2003年完成的橫跨天山造山頻寬頻地震台站觀測資料，並和中南大學合作，共享部分天山-塔里木結合部流動台陣觀測資料。採用接收函式分析方法，提取了莫霍面、軟流圈底界、上地幔間斷面等深部速度界面特徵，並反演得到了橫跨天山的地殼上地幔二維S波速度剖面，獲得了天山造山帶的殼幔精細速度結構，提取了天山和相鄰構造單元之間的深部接觸關係和變形特徵。 研究結果表明，在天山南側明顯存在塔里木板塊向天山之下的俯衝；盆山結合部中地殼普遍存在低速層；殼幔界面主要表現為過渡帶特徵，造山帶下方上地幔頂部大多表現為低速擾動區。採用接收函式H-k加權疊加技術，計算得到各台站下方地殼平均泊松比，對研究區下地殼物質組成以及介質物性的橫向變化特徵進行了研究。 結合深部構造研究，開展了研究區新生代地表地質構造的野外考察，並收集研究區已有的地質和地球物理資料、GPS地形變觀測資料進行了綜合分析，探討了在新生代地球動力學環境下塔里木與天山在我國西部大陸變形中的構造回響過程。 研究表明，天山地區地殼上地幔速度結構和岩石圈強度存在明顯的橫向不均一性，板緣驅動力通過剛性岩石圈上部向北的傳遞、天山和相鄰塊體的強度差異以及先存構造的繼承性，共同促成了塔里木向天山之下的俯衝。這一俯衝成為新生代東天山地殼縮短增厚的直接動力，同時上地幔物質流動的參與對於塔里木板塊俯衝方向和天山變形幅度的調整也起著重要的作用，天山的隆升是地深部物質變形和運移過程在地表的回響。這一發生在大陸內部的板內俯衝造山過程，是由板塊碰撞邊界驅動力傳遞、俯衝造山系統本身回響特性和俯衝發生的邊界條件共同構成的統一的動力學系統。