青藏高原東部三江地區分枝狀的地殼流及其動力學意義——基于大地電磁三維成像結果的認識

青藏高原中部的地殼物質經由甘孜-玉樹斷裂帶、鮮水河-小江斷裂帶及嘉黎斷裂帶圍成的逃逸帶,沿順時針方向東南逃逸 (Gan et al., 2021)。在逃逸帶內弧區域,由于缺乏關鍵且詳細的地殼三維電阻率結構,阻礙了對內弧和外弧區域物質逃逸動力過程的全面理解。

為此,中國地震局地震預測研究所崔騰發博士及合作團隊對三江地區的地殼三維電阻率結構進行了研究(圖1-圖4),取得以下認識:

三江地區中地殼內存在兩條分枝狀的高導電性異常帶,其特征與川滇菱形塊體東部廣泛且連續的高導層明顯不同,表明地殼流的形態在物質逃逸帶的內弧區和外弧區存在差異。

結合其他地殼電阻率和速度模型進行綜合分析,推測川滇菱形塊體北部的中地殼中普遍存在地殼流;三江地區的地殼流可能與外弧區域的地殼流相連。位于川滇菱形塊體東部的地殼流展現出廣泛且連續的分布特征,導致解耦和流動,促進了上地殼的強烈水平運動和變形。而西部的三江地區,上地殼與高導層下方的巖石圈耦合較強,導致水平變形相對較弱,進而減少了大地震的發生頻率。

關于青藏高原東部地殼流的形成機制,研究提出可能與熱地幔物質的上升及地殼水平運動過程中產生的摩擦熱相關。藏東地區中地殼內的地殼流可能最初起源于外弧區域,隨后逐漸擴展至內弧區。該工作為理解青藏高原復雜的地殼動力學過程提供了新的視角和線索。

該成果于2024年8月發表于學術期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》(Cui, T., Chen, X., Fan, Y., Liu, Z., & Li, W. (2024). Branched Crustal flow and its dynamic significance in Sanjiang area, eastern Tibetan Plateau——insights from 3‐D magnetotelluric imaging. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, e2024JB028678. https://doi.org/10.1029/2024JB028678)。該研究獲得預測所基本科研業務費專項(2021IEF0104、CEAIEF20230403)、西藏拉薩地球物理國家野外科學觀測研究站項目(NORSLS23-04)等其他項目的共同資助。

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圖1 區域構造簡圖與大地電磁測點分布

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圖2 藏東三江地區地殼三維電性結構水平切片

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圖3 電性結構垂直剖面與對應的速度結構垂直剖面(剖面位置見圖1)

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圖4 體電阻率與應變率


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