近日,我院电磁测深团队对川滇菱形地块西北尖嘴区域三维电性结构展开深入探究,为理解青藏高原物质东流及地块西北边界的确定提供关键依据。
川滇菱形地块作为青藏高原物质侧向流出的关键通道,对研究大陆板块碰撞后构造变形意义重大。然而,此前该地块西北电边界尚不明晰,相关深部结构研究多集中于其他区域,北部研究存在明显不足。
此次研究中,科研团队横跨川滇菱形地块西北地质边界,开展大地电磁测深工作,测线从四川省甘孜县茶扎乡延伸至西藏自治区贡觉县罗麦乡,总长约220km,设17个测点。采集使用的设备为加拿大凤凰公司MTU-5A宽频带大地电磁采集系统,野外观测采用远参考道技术,采集5分量电磁场,解算获得高质量的大地电磁传输函数数据。
图1. 测区活动构造背景和测点分布。图中红色线条为活动断裂,绿色线条为活动地块边界。GL为甘孜-理塘断裂,DLSG为达郎松沟断裂,MS为麦宿断裂,JSJ为金沙江断裂带各分支,DBR为德登-巴塘-日雨断裂,ZD为字嘎寺-德钦断裂;QTB为羌塘地块,SYB为川滇菱形地块,BHB为巴颜喀拉地块。黄色三角形为大地电磁测点。
研究人员采用大地电磁阻抗张量分解技术进行构造维性分析,发现该区域深部结构呈现显著三维性,二维反演并不适用。为此,团队运用基于非线性共轭梯度的三维反演技术,采用旋转模型响应来拟合观测数据的新方法,精心构建三维反演网格,选取视电阻率和相位数据进行反演计算,最终获得了可靠的反演结果,建立了川滇菱形地块西北角附近的地壳电性结构模型。
电性结构模型揭示,川滇菱形地块西北电性边界位于德登-巴塘-日雨断裂处,与过往研究认为的过渡边界观点不同,这是一个显著的电性边界,分隔了西南的羌塘地块与东北的川滇菱形地块。同时,地块上地壳存在两个高导层,深度分别为5-20km和10-30km,这与以往认为的下地壳流模型有所不同。
图2. 测区电性结构的维性分析双菱形图。每个菱形的长对角线为一维偏离度,短对角线为二维偏离度,颜色表示阻抗相位Pxy和Pyx的平均值。
图3. 沿剖面的电性结构分布图。图中GL为甘孜-理塘断裂,DLSG为达郎松沟断裂,MS为麦宿断裂,JSJ为金沙江断裂带各分支,DBR为德登-巴塘-日雨断裂,ZD为字嘎寺-德钦断裂;QTB为羌塘地块,SYB为川滇菱形地块,BHB为巴颜喀拉地块。C1、C2分别为羌塘地块和川滇菱形地块的壳内高导层。
该研究成果不仅提出了川滇菱形地块新的西北边界断裂,还为深入了解青藏高原物质流动机制提供新视角。科研团队表示,后续将进一步拓展川滇菱形地块西北区域大地电磁工作,持续深挖地块深部结构奥秘,助力地球科学研究迈向新高度。
本研究国家自然灾害防治研究院为第一完成单位,相关成果在《Frontiers in Earth Science》期刊2025年第1期发表,我院电磁测深组助理研究员张赟昀、研究员陈小斌分别为第一作者和通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金项目,中央级公益性科研院所基本科研业务专项等项目资助。
链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2024.1527559