青藏高原东部深部构造与动力学机制研究进展——来自第9届与第10届WTGTP研讨会的启示

青藏高原深部构造与动力学机制一直是深部地球物理与大陆动力学的重点研究领域.青藏高原东部地形起伏剧烈，地震活动频繁，金属与油气矿床丰富，揭示出青藏高原东部极为复杂的壳幔结构与深部变形及非常强烈的深部物质运动.近年来，随着地球物理综合观测技术、深部结构成像方法、地球动力学模拟等研究的快速发展，围绕青藏高原东部的深部构造、块体运动、深部动力模式、强震活动与深部蕴震机制及成矿深部构造等方面进展显著.青藏高原东部构造与地球物理研讨会（WTGTP）是围绕青藏高原东部深部结构与动力学机制、资源开发、地质灾害等相关地球科学问题按年度召开的学术交流研讨会.本文基于2021年和2022年召开的第九届和第十届WTGTP的会议报告，结合近年来的相关研究成果，围绕印度—欧亚板块碰撞、构造变形特征与动力学机制以及强震活动与深部蕴震机制等主要内容，介绍了青藏高原东部的地球物理结构及深部构造变形与动力学机制的研究进展.初步展望了青藏高原深部构造与地球物理研究前景，期望能给相关科研人员提供一点有益的参考.     

青藏高原东南缘岩石圈变形特征及各向异性成因分析

正新生代印度大陆和欧亚大陆的碰撞引起了青藏高原强烈的变形和隆升,青藏高原东南缘作为在板块碰撞作用下高原物质向东南扩展的重要场所,其结构和动力学过程对于了解青藏高原的构造演化至关重要。地震波各向异性是了解地球内部物质变形方式的重要手段,近年来在青藏高原东南缘开展了大量的地震波各向异性测量,包括Pms震相、SKS震相等,并针对相应的地球物理测量结果提出了构造模型,但这些构造模型缺乏来自深部岩石学方面的约束来确定地球物理测量结果解释的合理性和可靠性。已有研究表明地震波各向异性主要受岩石     

青藏高原地球物理与大陆动力学研究的新进展

岩石圈地球物理探测、深部结构成像与各向异性等研究是青藏高原大陆动力学研究的基础.近年来,随着深部地球物理探测技术和反演成像技术的进步,信息提取与细节分辨能力不断提升,青藏高原壳幔结构、碰撞和隆升动力学、资源与地质灾害的深部机制等研究进展显著.本专辑收录33篇论文,主要分布在深部结构与地球物理探测、地震各向异性与变形、断裂性质与地震活动等三个主要研究领域.本文重点围绕这些论文,对近年来青藏高原地球物理研究进展进行综述.     

青藏高原中南部格仁错断裂晚第四纪活动性及区域动力学意义

<正>青藏高原的隆升和变形机制,一直以来是国内外地学工作者关注的热点问题之一。20世纪70年代,通过对美国Landsat卫星遥感影像的解译,奠定了青藏高原构造基本框架。但是大规模对青藏高原形成和演化进行详细研究还是在近30年,通过大量的地球物理深部探测资料,人们试图解开印度板块和欧亚板块的碰撞演化过程,并提出了相应的动力学模型,最终都归结为连续和非连续变形2种模式,这2种模式集中争论的焦点是青藏高原变形与断裂     

青藏高原东南缘的地壳各向异性及S波速度结构研究

<正>青藏高原东南缘地区是欧亚板块与印度板块碰撞的强烈变形地带,地质构造复杂,地震活动频繁,是研究青藏高原地壳形变模式和构造演化规律的重要地区。通过青藏高原东南缘地区的壳幔各向异性及深部结构的研究,可以讨论在青藏高原物质东向挤出作用下,青藏高原东南缘的地壳变形模式及其与区域构造应力的关系、块体之间的相互作用、深部的动力学     

青藏高原东缘深部地球物理与大陆动力学研究进展

经过数十年的努力,我国青藏高原深部地球物理与大陆动力学领域的研究呈现蓬勃的发展态势,取得了一系列研究成果.《地球物理学报》以青藏高原为专辑,集中在2017年6期刊发36篇文章,涵盖了青藏高原深部地球物理与大陆动力学方面的一批最新研究成果.这些工作涉及地震特性与大陆动力学、壳幔结构与地震各向异性、深部电性结构及密度结构等研究方向.本文将从这几个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,分享青藏高原深部地球物理与大陆动力学的研究成果.     

青藏高原及邻区壳幔速度结构及面波方位各向异性

青藏高原是印度板块向欧亚板块碰撞俯冲的产物,其地壳上地幔结构复杂,深部结构是青藏高原隆升动力学机制研究的基础和关键。在近期的青藏高原地球动力学研究中,壳幔变形和耦合的问题是当前研究的热点之一。本文试图利用青藏高原及其周边的宽频带数字记录做Rayleigh面波的层析成像,以获得青藏高原及邻区从地壳到岩石圈地幔的群速度和方位各     

青藏高原深部结构与构造地球物理研究的回顾和展望

基于我国多年在青藏高原地区的深部地球物理探测研究及其所揭示的岩石层结构、构造和地球物理场特征，讨论了高原地壳短缩、增厚与隆升的深层过程和动力机制，提出了对青藏高原深化研究必须重视的几个问题．     

汶川地震和九寨沟地震断层作用及动力学过程研究进展——纪念汶川地震十周年

2008年5月12日汶川地震（M_S8.0）发生后,各部门组织开展了一系列汶川地震相关的地学研究,包括国家科技专项"汶川地震断裂带科学钻探"项目.经过十年的持续探究,在地震地质、震源物理、地震实验、地震动力学、深部地球物理和长期监测等方面研究取得了一系列重大突破与重要成果.在汶川地震十周年之际,《地球物理学报》集中在2018年第5期刊发39篇文章作为汶川地震十周年专辑,专辑涵盖了汶川地震和九寨沟地震断层作用与动力学过程以及相关领域的一批最新研究成果.这些工作涉及汶川地震断层作用、地震参数及地震动力学数值模拟、汶川地震前地震活动性与多参数异常、晚第四纪构造与地震活动及其地表作用、青藏高原东部壳幔结构与龙门山断裂带深部构造和九寨沟地震等六方面的研究.本文将从这六个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,呈现地震断层作用及动力学过程等研究成果,为深入认识大地震孕育和发生过程提供重要的基础.     

岩石圈根拖曳作用在青藏高原西部和东部造山中的比较研究

根据地球物理探测资料,基于二维模型,利用黏弹性有限元方法,研究青藏高原西、东剖面的地壳均衡和岩石圈根拖曳的构造应力机制.数值模拟结果表明,青藏高原西部（B B′剖面）的造山水平挤压力主要来源于岩石圈根的向下拖曳,印度板块向北挤压为次要因素,形成“山隆盆降”的地表形态;而青藏高原东部（A A’剖面）岩石圈根向下拖曳还不足以形成硬上地壳中挤压造山的主要力源.对比结果认为,青藏高原的深部层圈结构和应力体系在西、东部存在明显的差异,反映了高原内部造山演化的西、东分异特征.     

青藏高原及其周缘地区各向异性研究进展

首先简要介绍了青藏高原目前主流的4种动力学模型, 即俯冲模型、 碰撞模型、 挤出模型和拆沉-板片断离模型. 然后概述了青藏高原及其周地区各向异性的研究进展, 展望各向异性研究的方向, 并着重探讨了各向异性研究中需要重视的几个问题: ① 各向异性的多种来源; ② 各向异性与深部结构的关系; ③ 面波等新方法的应用. 为了更好地定量解释各向异性, 需要了解深部结构与各向异性之间的关系, 发展更加精细的研究手段. 就目前来看, 面波与体波的联合反演可以更好地约束各向异性的分辨率, 而将地球动力学模拟等正演手段与地震波各向异性等反演手段相结合也可能是未来的趋势之一.      

青藏高原东北缘地壳地震各向异性研究进展

青藏高原东北缘是青藏块体与华北块体的接触前缘部位,是研究青藏高原隆升扩张和深部动力学问题的重要区域。本文收集了青藏高原东北缘及其邻区由不同方法和不同资料获得的地壳地震各向异性结果,介绍了中上地壳和全地壳各向异性特征;结合区域地质构造、地表运动、构造应力和深部结构,分析了研究区域地壳各向异性的区域分布特征及其与地质构造的关系。结果表明,青藏高原东北缘地震各向异性存在明显的横向区域差异性,体现区域深部构造和地壳介质变形的复杂性;上地壳与全地壳的垂向差异性,反映出该区域可能存在各向异性分层现象。由于青藏高原隆升在其东北缘的伸展边界、物质运移及深部动力模式等尚处在探讨之中,结合多种数据并综合多种方法分析,有助于获得精细、准确的地震各向异性信息,为研究青藏高原隆升演化机制和深部动力模式提供有效的约束。     

喜马拉雅西构造结区深部地球物理场特征剖析

本文基于喜马拉雅西构造结地带区的重力场、电磁波场和地震波场特征,从不同学科的角度对喜马拉雅西构造结区深部地球物理场做了分析.不同学科的研究成果表明,西构造结区不仅存在着令人瞩目的中、深源地震,而且其重力场、电磁波场和壳、幔地震速度结构存在着高度的非均匀性.这不仅表明其在不同演化阶段和不同物质组成先后参与了岛弧与大陆、大陆与大陆碰撞的造山过程及其导致的横向结构特征的显著差异上,同时也反映出这种复杂过程在对深层演化进程所带来的影响,故导致了西构造结区的形成和长期演化的复杂过程.显然西构造区的介质属性、构造格局和深层过程均制约着、并强烈影响着高原西北缘及其西部的深、浅构造组构和运动学与动力学响应.故在青藏高原的动力学模型构建中占有着重要地位.由于西构造结区深部结构和动力学研究工作尚少,而又因自然条件和政治环境的制约,故该区深部物质与能量的交换和其物理-力学过程等核心问题尚有待于加强研究和探索.     

Three-dimensional seismic velocity structure of the Tibetan Plateau and its eastern neighboring areas with implications to the model of collision between continents

Since the collision of Indian subcontinent to Eurasia, a huge quantity of crustal materials from India has been penetrated into the crust or mantle of Eurasia. Investigation of the place, on which those materials have been deposited is a key problem for constructing a model of collision between continents. The results of three-dimensional seismic velocity structure obtained from seismic tomography technique may provide an evidence of the deposit of anomalous materials in the crust and upper mantle of the Tibetan Plateau and its neighboring areas. A detailed analysis of the results from the seismic surface wave tomography has deduced a new model of the continental collision from India to Eurasia. It is compatible to the velocity data obtained from other geological and geophysical observations. The main points of the new model of the continental collision from Indian to Eurasia can be summarized as follows:

1. The Indian crust has been penetrating into the lower crust of Tibetan Plateau, instead of into the uppermost mantle beneath the crust or the asthenosphere of Tibetan Plateau;
2. The surplus materials from the Tibetan lower crust have been squeezed and thrusted into the asthenosphere of its eastern neighboring areas (Qinghai-Sichuan-Yunnan) through the broken Moho;
3. Some hot materials were intruded into the crust from the uppermost mantle in Tibetan Plateau and Sichuan-Yunnan provinces. The intruded hot materials may reach the ground surface (such as the Tibetan Plateau) or a depth about 25 km (such as Sichuan-Yunnan provinces) depending on the different local environmental conditions. The extensional geological structures in those regions are closely related to the intrusion of hot materials.

     

Petrogenesis and its significance to continental dynamics of the Neogene high-potassium calc-alkaline volcanic rock association from north Qiangtang,Tibetan Plateau

Detailed studies indicate that the main rock type of the Neogene high-potassium calc-alkaline volcanic rock association from north Qiangtang is andesite, dacite and rhyolite. They belong to typical crust-generation magmatic system and originate from the special thickened crust of the Tibetan Plateau by dehydration melting. This group of rocks exhibits LREE enrichment but no remarkable Eu anomaly that shows their source region should be a thickened deep crust consisting of eclogitic mass group, implying that the crust had been thickened and an eclogitic deep crust had been formed during the Neogene period in Qiangtang area. This understanding is important and significant to making further discussion on the uplift mechanism and continental dynamics of the Tibetan Plateau.     

青藏高原的隆升过程与地球动力学模型研究进展

综合对比、分析了现有青藏高原隆升过程和地球动力学模型相关成果，认为：（1）高原岩石圈以多圈层为特征，其内部层圈相互作用复杂，从而导致隆升过程和机制的复杂性以及构造演化的阶段性，高原的隆升是多种机制联合作用的产物，具有多阶段、非均一、不等速的特征；（2）现有地球动力学模式多力求用一种动力学体制对高原整体构造格架和成因演化进行解释，然而，高原的隆升过程、状态和动力学机制具有非线性、非周期性和无序性等特征，其隆升作用存在非线性效应；（3）以数值模拟为手段，开展物理与数学的定量模拟研究，建立组合动力学模型，是青藏高原隆升过程和地球动力学研究中有待深化的重要课题。     

Petrogenesis and its significance to continental dynamics of the Neogene high-potassium calc-alkaline volcanic rock association from north Qiangtang,Tibetan Plateau

Detailed studies indicate that the main rock type of the Neogene high-potassium calc-alkaline volcanic rock association from north Qiangtang is andesite, dacite and rhyolite. They belong to typical crust-generation magmatic system and originate from the special thickened crust of the Tibetan Plateau by dehydration melting. This group of rocks exhibits LREE enrichment but no remarkable Eu anomaly that shows their source region should be a thickened deep crust consisting of eclogitic mass group, implying that the crust had been thickened and an eclogitic deep crust had been formed during the Neogene period in Qiangtang area. This understanding is important and significant to making further discussion on the uplift mechanism and continental dynamics of the Tibetan Plateau.

     

Deep process of the collision and deformation on the northern margin of the Tibetan Plateau: Revelation from investigation of the deep seismic profiles

The seismic investigation achievements from three kinds of methods have revealed the lithospheric structure and the deep process of deformation caused by collision. It is found that convergent collision and deep subduction of the continental lithosphere are in progress along the northern margin of the Tibetan Plateau. The deep process of due collision and deformation is different from that of oblique collision. It is revealed in the study that the deep process of the collision and deformation on the northern margin is different from that on the southern margin of the Tibetan Plateau.