下扬子及邻区壳幔结构及深部过程约束研究

发布时间：2020-10-28 14:27

　　 下扬子地区位于扬子板块东部,中生代期间,该地区经历了强烈的陆内造山运动,形成了有史以来最为丰富的多金属矿产资源,是研究大陆演化过程和深部成矿机制的理想区域。本论文采用天然地震层析成像和SKS/SKKS震相分裂的方法,在下扬子及邻区开展两方面的研究工作:(1)刻画下扬子及邻区壳幔速度结构特征及上地幔物质流动变形的轨迹,查明是否存在岩石圈减薄、软流圈上涌、板块俯冲等现象;(2)探讨下扬子及邻区中生代期间大规模构造-岩浆活动的深部动力学机制。天然地震层析成像的结果表明:(1)浅部速度异常与地表构造单元吻合,盆地和造山带分别表现为低速和高速异常,反映了盆地较厚和造山带较薄的沉积层覆盖;(2)上地幔和地幔过渡带均存在着明显的低速异常,分别解释为上涌的软流圈热物质和从地幔过渡带向软流圈(上地幔)上涌的热物质,分析认为岩石圈的拆沉导致了软流圈热物质的上涌,俯冲的太平洋板块在地幔过渡带中的滞留脱水导致了地幔过渡带热物质的上涌,同时认为下扬子地区上地幔自南(西)向北(东)逐渐上升的软流圈热物质的空间分布模式与该地区成岩成矿的时空格局具有关联性;(3)上地幔和地幔过渡带均存在着明显的高速异常,将上地幔中的高速异常分别解释为拆沉的岩石圈、断离的扬子板块、俯冲的扬子板块残留物以及断离的扬子板块和拆沉的岩石圈的混合体,将地幔过渡带的高速异常解释为俯冲的太平洋板块,证明了下扬子地区存在着岩石圈拆沉减薄、板块俯冲等深部现象。SKS/SKKS震相分裂的结果表明:(1)下扬子地区的各向异性方向与该地区的走向基本一致,其形成受控于上地幔自南(西)向北(东)逐渐上升的软流圈热物质;(2)苏鲁造山带东西两侧的各向异性方向分别为北东东-南西西和北西西-南东东,反映了该地区在中生代期间经历的板块俯冲和岩石圈的拉张减薄过程,苏鲁造山带东西两侧的上地幔物质在不同方向的应力下沿着各自的方向产生流动变形;(3)大别造山带各向异性的方向与断裂的走向基本一致,反映了该地区在中生代期间经历的板块的碰撞和俯冲过程,上地幔物质在这一过程沿着断裂方向产生切向流动。在前人研究的基础上,结合以上的结果,本论文提出了下扬子及邻区中生代构造-岩浆活动的深部动力学模式,该模式认为岩石圈的拆沉是引起下扬子地区软流圈热物质上涌以及岩石圈减薄的深部机制,同时也是下扬子地区成岩成矿作用的主导机制。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P31;P542.5
【部分图文】：

板块的聚合／裂解，壳幔之间会发生强烈的物质和能量交换，地幔物质通过底侵／??地幔柱形式进入地壳，导致地壳垂向增长／大陆裂解，而地壳物质则通过俯冲／拆??沉返回地幔，导致大陆会聚／伸展裂解（图１－１）。??？？…？……７．蘇?…??：／?４賴的屮间阳??图１－１壳幔物质与能量交换示意图（ＳｔｅｉｎａｎｄＷｙｓｅｓｓｉｏｎ，２００３）??下扬子地区位于扬子板块东部，整体上为一个西南狭窄、东北宽阔，呈北东??－南西走向的楔形块体（尚彦军等，１９９７）。在构造上，下扬子地区地处多个构??造单元的交汇区域（李海滨等，２０１１），西侧以郯庐断裂为界与秦岭－大别造山??带和合肥盆地相邻，南侧以江山－绍兴缝合带（江绍缝合带）为界与华夏板块相??邻，北侧以嘉山－响水断裂（嘉响断裂）为界与苏鲁造山带和华北板块相邻，东??侧与太平洋板块相邻（图１－２）。??下扬子地区的构造比较复杂，褶皱、断裂和盆地异常发育。在中生代期间，??下扬子地区经历了一系列的构造变形与改造

下扬子地区的矿产资源储量异常丰富。长期的构造演化和多期花岗岩??浆活动，使下扬子地区成为我国有色、稀有金属矿产最集中的产地。例如，著名??的长江中下游成矿带、钦杭成矿带就位于下扬子地区内。是什么原因导致巨量成??矿物质在下扬子地区富集，不少学者都将目光转向了地球的深部（比如：邓晋福??和吴宗絮，２００１；谢桂青等，２００１，?２００８ａ；吕庆田等，２００４；张旗等，２００９；??邵陆森等，２０１５）。因此，在下扬子及邻区开展深部结构探测与研究工作，还有??助于理解岩浆的起源和演化机制、查明成矿作用的起源和演化的深部动力学机制、??深化对陆内造山运动与成矿机制的理解和认识，为后期的找矿工作和建立陆内成??矿模式提供深部支撑，间接地促进了国民经济的发展，具有一定的经济意义（黄??荣，２０１４）。??１．２研究方法??地球物理方法在地球深部结构的探测与研究方面具有明显的优势。众所周知，??

进而引起其物性的变化，如地震波速度、泊松比、密度、磁化率等。这种??物性的变化，在没有受到明显的热－构造活动的影响下，除了会随着深度的变化??而变化，并不会随着时间的推移而产生较大的改变（图１－３）。??波??７?－一?－－一?＿ｌ??３?６－?ｒ?一一?Ｓ?，??５／５?＾?Ｉ??—：?＿＿＿??Ｉ?Ｉ???？＇?地幔?Ｉ?外核?Ｉ丨々核??Ｌ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??〇｜?？?＇?＇?１???＇￣??，２［?＾?＾???密丨〇：??嗖８－??＃牐蓿墸墸壱唬?崳姡?础?蓿崳?＾?２?－??°?２０００?ｉ￥／Ｓ／ｋｍ?４０００?６０００??图１－３地震波波速以及密度随深度变化的关系（ＰＲＥＭ模型，Ｄｚｉｅｗｏｎｓｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，?１９８１?ＸＳｈｅａｒｅｒ，??２００９）??卜．图为地震波波速随深度变化的关系．实线代表Ｐ波，虚线代表Ｓ波；下图为密度随深度变化的关系??目前的地球物理探测方法基于其原理可分为重磁电震等不同方法。其中，重??磁电等方法主要基Ｔ？位场原理，数据来Ｕ地Ｋ不Ｎ深度的位场的整体体现，在后??续的数据处理和反演过程中受浅部信息的影响较人，因此探测深度较浅，且反演??结果的不确定性较高。地震方法基Ｔ？射线原理和波动原理
【参考文献】

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本文编号：2860210