青藏高原北缘构造转换带（祁连山）地壳尺度构造变形研究

发布时间：2018-01-13 07:31

本文关键词：青藏高原北缘构造转换带（祁连山）地壳尺度构造变形研究　出处：《中国地质科学院》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：欧亚大陆与印度大陆的碰撞形成了全球范围内海拔最高、地壳最厚的青藏高原,但是青藏高原的隆升机制以及地壳加厚机制一直像迷一样困扰着研究青藏高原的地球科学家。虽然提出了不同的模型用于解释青藏高原的隆升及地壳的加厚,如(1)双地壳模型,(2)均匀连续缩短模型,(3)侧向挤出模型,(4)下地壳流模型等等。以上这些模型的提出都基于青藏高原受南边印度大陆单向挤压的动力学背景。随着80、90年代亚东-格尔木-额济纳地学断面计划的实施,发现青藏高原的隆升以及地壳加厚过程是处于南、北双向构造挤压力作用之下,而近些年来越来越多的证据也正证明着青藏高原北边的亚洲大陆岩石圈正下插于青藏高原之下。这可能预示着青藏高原北缘构造转换区(祁连山)的研究对了解青藏高原的隆升与扩张具有重要的意义。受探测手段精度不足的制约,青藏高原北缘地壳尺度的构造变形情况并未被清晰明了的揭示。因此,也无法获知青藏高原北缘的地壳是通过何种变形方式来调节亚洲岩石圈地幔的下插,而达到高原的扩张与地壳的加厚。基于此,本论文以青藏高原北缘构造转换区(祁连山)内的两条高精度的深地震反射剖面为研究基础,结合基础地质资料以及前人地球物理资料,通过详细的地质解译,揭示青藏高原北缘清晰的地壳结构构造,获得青藏高原向外隆升与地壳加厚的直接证据。经过详细的研究,本论文主要获得以下几点重要的认识:(1)祁连山东段的主要左旋走滑断裂,即马衔山断裂、海原断裂、天景山断裂,都非前人地球物理资料揭示的超壳断裂,而是终止于下地壳顶部的壳内断裂。海原断裂、天景山断裂地表之下都变现为复杂的几何形态,在深部都分为两支次级分支断裂;(2)青藏高原北缘构造转换区(祁连山)地壳变形以壳内滑脱带为界上、下解耦,但是祁连山东段与西段的变形方式存在差异:(3)祁连山西段滑脱带位于壳内低速层的顶部,深度18～27 km。滑脱带之上的地壳部分以一系列南倾、北冲,并向下终止于滑脱带的逆冲断裂变形为主,指示了青藏高原向北的扩张方式。滑脱带之下的地壳以Moho面作为变形标志,指示了复杂的挤压缩短变形。祁连山东段壳内滑脱带位于深度～40km处,东段内部的主要左旋走滑断裂都向下终止于该滑脱带之上。滑脱带之上地壳以左旋走滑断裂变形为主。滑脱带之下以Moho面作为变形标志,指示以发生在主要断裂带下方的挤压缩短变形为主;(4)从第(3)点的可以看出,青藏高原北缘构造转换带(祁连山)上、下地壳都经历了缩短变形,因此我们的证据并不支持青藏高原北缘构造转换带(祁连山)的隆升与地壳加厚的两种主流观点,即(a)薄皮构造方式,变形、加厚在上地壳而中、下地壳不变;(b)中、下地壳加厚而上地壳不变;(5)以平衡剖面中"层长守恒"的方法对青藏高原北缘构造转换带(祁连山)做了定量化变形研究。我们获得祁连山西段新生代以来上地壳缩短率为38.0%,下地壳缩短率为43.9%。据此,我们认为高原北缘新生代以来整个地壳发生了同步缩短变形。在缩短率的基础之上,我们恢复了新生代变形之前的地壳厚度为31.5～34.9 km。因此,我们认为目前青藏高原北缘的隆升以及地壳的加厚通过地壳的缩短变形就可以实现。地壳的缩短变形在青藏高原的隆升与地壳的加厚过程中发挥了重要的作用。祁连山东段由于上地壳不满足平衡剖面的条件,因此只计算获得了下地壳12.9%～22.2%的缩短率,文章虽然也讨论了初始地壳厚度,但只是作为参考,在此不给出。
[Abstract]:This paper is based on two high - precision deep seismic reflection profiles in the northern margin of the Qinghai - Tibet Plateau .

【学位授予单位】：中国地质科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P542

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