大别造山带地壳结构反演及其动力学意义

发布时间：2020-05-24 22:51

【摘要】：大量的地质学和地球物理学研究证实,由于高密度海洋岩石圈的牵引,大陆岩石圈可以深俯冲到80-120km的地幔深度,并发生超高压变质作用;其后,在低密度俯冲板片的挟持下,超高压变质岩折返至地表。中国的大别造山带是全球最大的碰撞造山带之一,研究显示,三叠纪,扬子板块深俯冲至200 km的地幔深度,经历了超高压变质作用。白垩纪早期,该造山带发生了强烈的伸展和垮塌,以及大规模的后造山地幔源岩浆侵入和火山活动。上个世纪以来,为研究大别造山带的形成机制和深部过程,该地区进行了一系列的深部探测研究,如深地震测深剖面研究,地震层析成像研究,接收函数研究,大地电磁测深剖面研究等。但是,这些工作很少涉及该地区的岩浆和火山活动,特别是与岩浆和火山活动相关的深部结构探测。本研究收集了大别造山带及其邻区(N29-34°、E114-119°)的地震资料,用双差层析成像技术,对大别造山带地壳结构进行反演,研究地壳结构与后造山地幔源岩浆侵入和火山活动之间的关系。为了保证反演结果的可靠性,提高反演的精度,对地震数据进行了严格的挑选。挑选初至波时,控制地震事件的震级和走时残差(ML≥1.0,走时残差≤0.5s),根据走时曲线剔除离散较大的震相,确保每个地震至少有4个台站记录到P波初至到时,最终挑选出1603个地震事件,其中P波初至到时13890条,S波初至到时13799条。在地震对匹配时,事件对之间的最小间距和最大间距分别为0.1km和30km,满足条件的地震事件共有1584个,得到P波相对走时差数据164129条,S波相对走时差数据156980条。本研究利用上述绝对走时数据和相对走时差数据联合反演,分别获得了0.5°×0.5°以及0.3°×0.3°网格节点的三维速度结构,结果显示,大别造山带中上地壳存在低速结构(Lv1),该低速结构可能是熔融的幔源侵入物质,由于俯冲板片断裂,或下地壳/岩石圈发生拆沉,导致软流圈物质上涌至地壳底部,侵入地壳中,形成大别造山带地壳中的低速结构;同时,合肥盆地显示为低速区(Lv2),可能是受浅部沉积层影响。研究中横切大别山的4条剖面显示,该地区下方存在北向倾斜高速结构,该高速结构可能是襄樊-广济断层,或者是扬子板块向华北板块下方俯冲的遗迹。
【图文】：

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全球超高压变质地体位置分布（修改自游振东,2007）

碰撞造山带,大别-苏鲁造山带,造山带,问号

图 1-2 中国中央碰撞造山带（游振东, 2007）。目前年代学研究（游振东, 2007;HaugerudandZen,1991）表明：秦岭-桐柏-大别造山带及其以西为加里东造山带，但大别-苏鲁造山带明显属印支造山带，，图中问号（?）表示该区域年代未知。大别-苏鲁造山带形成于中三叠纪（郑永飞, 2008; Cong, 1996; Li et al., 1989,
【学位授予单位】：中国地震局地球物理研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.4

【参考文献】