喜马拉雅东构造结岩石圈板片深俯冲的地球物理证据

2009～2010年在南迦巴瓦地区进行了宽频带地震和大地电磁探测,分别处理获得东构造结及其邻区的地下300km以上的P波速度图像和两条大地电磁电阻率剖面。通过资料的对比和综合解释,发现电阻率分布与地震波速有较好的对应关系。研究结果表明:南迦巴瓦变质体的上地壳部分呈现明显高速高阻特征,为两侧的雅鲁藏布江缝合带所夹持;中下地壳具有不均匀性,且普遍呈低速低阻特征;印度板块在藏东南向欧亚板块的俯冲前缘越过嘉黎断裂,抵达班公湖-怒江缝合带;在拉萨地体的高速俯冲板片以下100km至200km深度范围内存在大规模的低速异常带,其上盘中下地壳也广泛发育低速高导体,指示青藏高原东南缘可能存在韧性易流动的物质向东、东南逃逸的通道,为印度板块在南迦巴瓦的深俯冲动力学模式提供了地球物理证据。     

青藏高原中南部的深部地球动力学过程 —Hi-Climb剖面北段接收函数和走时残差分析

青藏高原中南部Hi-Climb宽频地震探测剖面北段接收函数偏移和走时残差分析表明, 青藏高原中、西部岩石圈结构特征存在明显的不同. 青藏高原中部, 印度板块向北俯冲到羌塘地体之下, 在羌塘地体中南部达到最大的俯冲深度, 拆沉的印度岩石圈板片残留在拉萨地体中部附近之下, 深度可能超过上地幔转换带上界面; 青藏高原西部, 印度板块向北低角度俯冲, 可能俯冲到塔里木块体之下. 由于青藏高原中、西部印度板块俯冲模式的差异, 上涌地幔物质受到西部低角度俯冲印度岩石圈的阻挡, 使得地幔上涌物质更多的向东流动, 造成高原中部地区深部热物质向东侧向流动.     

青藏高原东北部天然地震探测与岩石圈深部特征

为了研究青藏高源东北部块体构造变形的深部驱动机制，笔者对青藏高原东北部的天然地震观测数据进行地震层析反演，并结合同一剖面的接收函数及各向异性结果进行讨论。介绍了ACH方法的基本原理，论述了由于印度板块向北俯冲的强大的持续作用力，造就了NE向俯冲到柴达木盆地之下的昆仑造山带，并发现在巴颜喀拉地体下方壳幔内的仰冲活动。壳幔内的低速体十分显著地出现在阿尼玛卿缝合线以北，深度可达300km。推断该低速体可能与昆仑断裂的深层的剪切作用有关。深部资料显示该区莫霍界面由北向南逐渐加深，这与青藏高原东北部的岩石圈减薄现象一致，而且与印度板块向北运动的远程效应有关。另外，地震层析结果及各向异性分析也支持青藏高原东北部主应力方向转为NE向的观点。     

青藏高原南缘中强地震震源机制的研究

利用全球数字化地震台网（ＧＳＮ）长周期数字地震波形资料,对发生在喜马拉雅碰撞带的３ 次中强地震事件, 根据广义射线理论, 就其震源物理过程进行了反演。结果表明, 印度洋板块向欧亚板块内部的俯冲作用过程仍在继续进行。     

青藏高原吉隆-鲁谷(Hi-Climb)层析成像与印藏碰撞的消减作用

利用中美合作Hi-Climb项目北段吉隆-鲁谷剖面的天然地震探测数据,拾取2004～2005年期间5级以上地震事件的P波与4级以上地震的Pn波震相的走时,通过多震相层析成像反演获得青藏高原腹地的地下500 km以上的P波速度扰动结构.结果表明雅江地区为北向倾斜的低速扰动,班公-怒江断裂下方存在向南俯冲并被印度板块俯冲挤压而回折的高速体,建立了印度板块在冈底斯地块下方拆沉并被雅江低速体穿越的构造样式.说明印度板块俯冲在到达班公-怒江缝合带之前已经开始消减,与拆沉位置对比发现,印度板块的前锋深部呈现多期多级次特征,并受到地幔热循环作用的影响.     

青藏高原中部岩石圈结构-变形及地球动力学模式的天然地震学研究

根据中法合作项目（１９９２～１９９５）取得的新资料,对青藏高原岩石圈结构、变形及地球动力学模式进行了探讨,研究表明：青藏高原是由不同时期从冈瓦纳古陆分离出的微板块拼合而成的．从新生代开始印度板块与欧亚板块发生高角度陆－陆俯冲,青藏高原内部发生以垂直应变为主的缩短变形,中新世以后增厚的岩石圈上地幔发生不均匀剥离,导致高原快速隆升,并使青藏高原以南北挤压为主的变形变为东西拉张为主的变形,部分地区出现火山活动．     

喜马拉雅造山带的地壳上地幔结构——近震反射观测结果

2002-2005年完成了穿越喜马拉雅山的宽频地震探测,采用了沿剖面紧密排列的台站布置并获得了近震中的反射波资料,这对地壳和岩石圈内部速度界面的研究有重要意义.地震数据及研究结果表明,青藏高原的地震主要发生于上地壳范围内,高原莫霍面反射波的纵波PmP与横波SmS波至清晰可辨且有很强的能量,在跨越雅鲁藏布江时PmP和SmS均发生了错动,表现为北深南浅.在改则至鲁谷沿线所记录到的发生在拉萨地块的Fw21事件的地震数据中,拉萨地块内部的莫霍面反射波,尤其是SmS波至非常清晰连续,地壳纵波平均速度为Vp=6.3km/s,表明拉萨地块内部Moho面平坦、连续,不存在突起与错位.在此Moho面之前出现壳内较强反射界面,埋深45kin可能正是下地壳的顶界面.P208事件中PmP和SmS均清晰可见,然而在距震中450km及其以远地段存在两个清晰的震相PLt及SLt,并且其能量很强,可能是位于160km深处的岩石圈底界面的反映.根据对近震资料的分析研究,本文建立了该地区的地壳上地幔的结构模型.     

利用接收函数和大地电磁数据联合反演南迦巴瓦构造结中部地区壳幔结构

利用2010年布设在西藏南迦巴瓦构造结的郎嘎、崩嘎、直白和拉格四个宽频地震台所观测到的近5个月的地震记录,采用时间域迭代反褶积技术处理得到接收函数,通过筛选多条相近震中距和反方位角的高质量接收函数求取其叠加平均.对大地电磁数据做Rhoplus分析处理得到视电阻率和相位曲线.利用单台接收函数和相同位置的大地电磁视电阻率和相位联合反演地下一维壳幔结构.联合反演采用遗传算法,并通过权衡图分析大地电磁和地震数据的兼容性.理论值和实测值的对比显示两种数据能同时得到较好拟合.联合反演结果表明:(1)中上地壳为9 km至14 km厚的高阻高速层覆盖于低阻低速层之上的结构,中地壳低阻低速层可能与深部流体和局部熔融共同作用有关.(2)下地壳存在最厚达20 km的高导的壳幔过渡层,波速在4 km/s左右;上地幔约130 km至150 km以下存在软流圈.(3)上地壳的高阻高速层解释为多雄拉组混合岩化角闪岩相变质岩,而直白台所显示的低阻低速层与高压麻粒岩的少量部分熔融有关,可能源于壳幔过渡带镁铁质岩石的相变或更深处幔源岩浆底侵作用的产物.     

新疆天山南北地区天然地震探测及深部构造研究

现代天山山脉的形成主要始于新近纪。伴随着天山造山带的强烈抬升,发育向北迁移的陆内坳陷和向盆地方向逆冲的推覆构造体系。     

青藏高原西缘上地幔构造特征--穿越西昆仑造山带的接收函数反演

塔里木岩石圈和青藏高原岩石圈汇聚于空喀山断裂一带,推测塔里木岩石圈在向南俯冲,而青藏高原岩石圈也在持续地向北推进;位于空喀山断裂带北侧的甜水海地体下方存在一深达200km的s波低速异常,描绘了由于多期的造山运动使得昆仑地体的深度发生了巨大的形变,形成软流层和地幔物质的通道,产生了局部范围的熔融;在塔里木盆地南缘的叶城下方,存在一条明显的深达上地幔的低速带。这条连接表层与深部的低速带被推测为塔里木南缘的隐伏深断裂。另外,地幔中尖晶石型向方镁石型结构转变的过渡层有可能出现在670～700km深度间。