2022-12-08 | 科研部 南科大郭震团队刻画了青藏高原东北缘及其邻区地壳形变机制

近日，南方科技大学海洋科学与工程系副教授郭震团队利用高清晰度面波各向异性层析成像方法，刻画了青藏高原东北缘及其邻区地壳形变机制。相关研究成果以“Imaging the northeastern crustal boundary of the Tibetan Plateau with radial anisotropy”为题在地球科学自然指数期刊《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）上发表。

自新生代以来，印度-欧亚陆陆碰撞导致了青藏高原的隆升和广泛的陆内形变。青藏高原东北缘作为青藏高原向大陆内部扩张的前缘部分，是研究高原隆升、向外扩展及其与周缘块体相互作用的关键区域。然而，当前对于该区域地壳形变模式仍然存在很大争议，存在中下地壳流、岩石圈垂直连贯变形等不同的端元模型。建立精细的三维地壳结构模型可以为认识青藏高原东北缘地壳形变机制、推断青藏高原隆升扩展过程提供可靠观测证据。

图1本研究所用中国地震科学探测台阵项目二期（ChinArray II）台站分布

面波径向各向异性代表了两种偏振特性不同的地震面波传播速度上的差异，是推断大陆深部构造演化过程、动力学机制以及地壳变形模式的重要手段。研究团队利用中国地震科学探测台阵项目二期（ChinaArray II）布设在青藏高原东北缘及其周边地区的流动地震台站三分量连续地震波形数据（图1），采用背景噪音互相关成像方法获得了青藏高原东北缘及其邻区高精度的三维剪切波速度结构模型及地壳径向各向异性分布。成像结果表明，松潘-甘孜块体和祁连造山带下方均存在低速异常，但两处的低速异常范围大小及地壳径向各向异性值存在明显差别（图2）。松潘-甘孜块体中下地壳低速异常范围较大、速度值较低（Vs<3.4km/s）且地壳内存在正径向各向异性，表明该区域下方地壳形变以地壳流模式为主；而祁连造山带中下地壳低速异常范围较小、速度值略高且地壳内存在负径向各向异性，表明该区域下方地壳形变以水平缩短和垂直隆升的纯剪切模式为主。结合研究区域已发表其他地质地球物理资料（如接收函数、低温年代学等），本研究认为两块体地壳径向各向异性的差别可能代表两地处于不同的高原抬升阶段（图3）。高原隆升早期，地壳形变主要以纯剪切增厚模式为主，如祁连山地区；高原隆升晚期，地壳形变以中下地壳流模式为主，如松潘-甘孜地区。此外，本研究发现地壳径向各向异性幅值在祁连山块体东北缘存在明显的正负分界，推测该分界可能为现今青藏高原地壳在东北缘的扩张边界（该论文的题目）。

图2青藏高原东北缘及其邻区地壳三维剪切波速度结果

图3地壳径向各向异性结果及主要形变/隆起的推测起始时间

南科大海洋科学与工程系研究助理教授李世林为论文第一作者，郭震为通讯作者，论文合作者包括南科大海洋科学与工程系研究助理教授于勇、博士生吴晓阳（现为中科院海洋研究所博士后）等，南科大是论文第一单位。以上研究得到了国家自然科学基金和南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）深圳分部的资助。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GL100672 

供稿：海洋科学与工程系

通讯员：陆榕子

主图：丘妍

编辑：朱增光