塔里木盆地與青藏高原北緣碰撞帶的深部結(jié)構(gòu)和變形機制一直是地震學(xué)研究的熱點之一。由于該區(qū)域地震學(xué)觀測較少，對該區(qū)域深部結(jié)構(gòu)仍然還不清楚。中國地震局地球物理研究所王椿鏞研究員等與美國地質(zhì)調(diào)查局Walter Mooney教授等合作，從塔里木北緣斷裂到松潘-甘孜地塊布設(shè)一條長約1800 km由38個寬頻帶流動臺站組成的地震觀測剖面，利用流動臺站和固定臺站獲得的高質(zhì)量地震觀測數(shù)據(jù)，通過遠震P波接收函數(shù)H-k疊加和CCP疊加方法，以及接收函數(shù)和面波聯(lián)合反演獲得了塔里木盆地和青藏高原北部地殼上地幔結(jié)構(gòu)及其界面變化特征。

圖1 沿測線的CCP疊加剖面和S波速度結(jié)構(gòu)

研究結(jié)果顯示，塔里木地塊俯沖到阿爾金山-柴達木盆地之下，阿爾金山-柴達木盆地莫霍界面平坦，地殼波速正常-偏低，可能與中等長英質(zhì)地殼組分有關(guān)。柴達木盆地下方巖石圈地幔卻存在低速異常帶，低速異常被認(rèn)為是下地殼和地幔巖石圈拆沉引起。CCP疊加剖面顯示在150-200 km公里存在強的負異常震相，可能與殘留的大洋巖石圈板片或在碰撞帶下插的天山巖石圈板片。

圖2 青藏高原北緣與塔里木盆地東部區(qū)域大陸碰撞構(gòu)造示意圖

研究認(rèn)為，在阿爾金山-柴達木盆地下方板塊匯聚引起的拆沉以及隨后塔里木盆地的俯沖作用可能造成該區(qū)域造山帶山根的移除。這種復(fù)雜動力作用可能引起區(qū)域巖石圈變形模式局部快速變化，由青藏高原北緣的純剪變形轉(zhuǎn)變?yōu)榘柦鹕絽^(qū)域的單剪變形，阿爾金山和臨近區(qū)域可能為單剪模式的垂直連貫變形，SKS快波方向、地殼斷裂走向和GPS之間的相關(guān)性可能為這一區(qū)域巖石圈變形提供了地震學(xué)證據(jù)。

該研究成果于2024年7月發(fā)表在國際期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》（Wang, C. Y., Mooney, W. D., Wang, X., Chang, L., Yao, Z., & Lou, H. (2024). Intra‐continental collision of the Tarim Basin and the Northern Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, e2024JB028668. https://doi.org/10.1029/2024JB028668），由國家自然基金(42074053, 4147407等)資助。

【作者簡介】

王椿鏞，研究員，中國地震局地球物理研究所資深專家。

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