东特提斯三江构造带深部结构形态与属性特征研究

项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

王绪本

项目受资助机构

成都理工大学

立项年度

2017

立项时间

未公开

项目编号

91755215

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

243.00万元

学科

地球科学-地球物理学和空间物理学-油气地球物理学

学科代码

D-D04-D0408

基金类别

重大研究计划-重点支持项目-特提斯地球动力系统

关键词

构造演化 ; 成矿规律 ; 三江构造带 ; 深部地球物理结构 ; 东特提斯 ; east Tethys ; Sanjiang tectonics zone ; deep geophysical structure ; tectonic evolution ; metallogenic regularity

参与者

曹辉;张兵;李军;闵刚;程先琼;胡作维;庞艳春;武振波;王堃鹏

参与机构

成都理工大学

项目标书摘要:三江构造带深部结构蕴含了东特提斯多期裂解—拼合演化过程的多种信息,是揭示东特提斯各阶段洋—陆俯冲、陆—陆碰撞、陆—陆俯冲完整过程的构造属性窗口。项目针对三江构造带班公湖—怒江洋和昌宁—孟连洋的俯冲极性与构造属性,保山地块、思茅地块等板块的亲缘性,冈瓦纳大陆北界的古地理位置约束等关键科学问题,利用天然地震台网数据和区域重磁资料建立东特提斯三江构造带及邻区岩石圈三维结构模型;在关键构造部位开展流动地震台站阵列观测和大地电磁测深,进行壳幔精细结构解剖;辅助开展古地磁学、古生物学及岩石年代学的研究,综合分析深部残留板片与东特提斯演化构造属性关系、多陆块亲缘关系,理清特提斯洋时空演化的重要节点,为重构特提斯洋裂解—聚合过程研究提供科学依据。通过深部成矿理论与成矿系统时空关系分析,揭示域内重要矿产资源分布与形成规律。

Application Abstract: The deep structure of the Sanjiang tectonic belt is informative on the East Tethys multi-period pyrolysis-splitting evolution process.It reveals the structural properties of the process of ocean-continental subduction,continental-continental collision and continental-continental subduction.Targeted at the key scientific problems in the Sanjiang tectonic belt,which include the polarities and attributes of the Bangonghu-Nujiangyang and the Changning-Mengliangyang subductions,the affinity of the Baoshan and Simao Blocks,and the palaeogeographic location constraints in the northern boundary of Gondwana continent,a three-dimensional tectonic model is to be built for the East Tethys Sanjiang tectonic belt using earthquake data and gravity-magnetic data.The fine structure of the crust and mantle is to be analyzed using earthquake data from an observation array and magnetotelluric sounding.Assisted with the study of paleomagnetism,paleontology and rock chronology,a comprehensive analysis is be performed on the relationships between the deep residual plate and the eastern Tethys evolutionary structure,and the affinity relationship of the multi-continents.The important nodes of the Tethys oceanic space-time evolution will then be clarified to provide a scientific basis for the reconstruction of the Tethyan ocean pyrolysis-polymerization process.The project will also reveal the distribution and formation of important mineral resources in the region based on the analysis of the deep metallogenic driving mechanism and the metallogenic system.

项目受资助省

四川省

项目结题报告(全文)

项目围绕东特提斯三江构造带深部结构形态与属性特征研究目标,采用二三维重力、大地电磁、天然地震等地球物理方法开展了深部探测,结合地质构造和岩石矿物地球化学分析,重点开展东特提斯三江构造带高分辨岩石圈结构、青藏高原东部构造属性和演化特征、中强地震孕震环境特征、特提斯三江构造深部结构与成矿成藏背景等四个方面的研究。首先,揭示了东特提斯域印度—亚洲大陆主碰撞带、滇东南哀牢山构造带、滇西昌宁—孟连构造带等关键构造部位深部属性结构,刻画了块体深部接触关系并探讨其深部动力学过程;第二,建立青藏高原岩石圈速度与密度结构,揭示了印度—欧亚大陆主碰撞带深部过程,论证了印度大陆地幔岩石圈在喜马拉雅东部之下陡角度俯冲的重力证据,明确了青藏高原的密度和速度属性;第三,对特提斯三江构造域典型震源区深部结构特征的分析和总结,综合认为该区域地震的孕育和发生是构造活动、深部流体运移和区域应力场改变等综合作用的结果;第四,基于东特提斯构造域四川盆地油气和矿产资源的深部来源问题,通过岩相古地理刻画、古环境恢复等,厘清了特提斯构造带钾锂盐的成矿规律和页岩气的有机质富集机理,建立了特提斯洋的开合与油气矿产之间的耦合关系,提出富锂钾卤水“膏盆盐盆控卤、背斜核部富卤”的富集规律,弱挤压背景下的滞留缺氧环境有利于页岩气发育。第五,开展了实用的地球物理正反演解释算法基础研究和岩石物理性质实验研究,进一步改善大地电磁反演方法,提高了反演计算的效率和完备性,利用理论计算和实验测试揭示深部高温、高压原石矿物导电机理,为进一步岩石圈地球物理研究体哦那个了岩石学方面研究基础。本项目的研究成果为揭示特提斯域地球动力学过程提供重要的深部结构和属性信息,对研究深部物质活动引起构造变形与地震活动、矿产资源成矿规律等系统科学问题具有重要的意义。

  • 排序方式:
  • 1
  • /
  • 1.青藏高原东部洛隆-囊谦-称多深部电性结构研究

    • 关键词:
    • 青藏高原;深部电性结构;班公湖-怒江缝合带;金沙江缝合带;羌塘地体
    • 蒋鑫
    • 指导老师:成都理工大学 王绪本
    • 学位论文

    中生代以来,新特提斯洋的俯冲和消亡是最重要的地质事件之一。青藏高原经特提斯洋消亡演化不断拼合形成了以东西向构造为主的五条主要缝合带。为充分了解各地体间的接触关系,加强对断裂体系的认识,提高对青藏高原隆升机制的了解。本文使用大地电磁法(宽频大地电磁与长周期大地电磁结合)在青藏高原的东部进行了超大深度的电性结构勘探,研究区南起于西藏自治区昌都市洛隆县,向北途径类乌齐县、囊谦县、玉树市、称多县、最终止于清水河镇。测线同时跨过班公湖-怒江、龙木错-双湖-澜沧江、金沙江三个缝合带,完整地跨过整个羌塘地体同时还到达部分拉萨地体和松潘甘孜地体。本文从电性结构的角度出发,力竭于揭示青藏高原拉萨地体、羌塘地体、松潘-甘孜地体的深部形态以及各地块之间的接触关系,并结合前人的地球化学、地球物理、地质等工作讨论获取的深部电性结构实际的地质意义,同时也从地球物理角度为新特提斯洋东部延伸和演化、俯冲极性等科学问题提供证据。本文在研究区获得的主要认识如下:(1)完成了青藏高原东部洛隆-囊谦-称多的长周期和宽频大地电磁测量,通过反演揭示了沿剖面地下150km深度范围的电性结构,分析了沿剖面方向电阻率在横向上不均匀分布的特征以及电阻率梯度带与岩性边界带和断裂系统的对应情况。(2)本文在前人的研究基础上,通过地球物理的电性结构显示了班公湖-怒江缝合带目前的电性特征,从现有的电性结果上来看,班公湖-怒江洋闭合时洋壳存在北向俯冲(向北俯冲到南羌塘地体);由于本文的测线跨过班公湖-怒江缝合带的距离还不够长,无法对班公湖-怒江缝合带南侧完整的深部结构进行展示,是否存在南向俯冲还有待进一步研究。(3)大地电磁研究显示在金沙江缝合带之下存在一个向南倾的低阻体异常,该低阻异常体基本穿透了上中下地壳,并有向地幔延伸的趋势;在金沙江缝合带北侧也存在一个低阻异常体但是深度会明显小一些。根据反演得到的电性结构剖面我们认为金沙江洋闭合时存在双向俯冲,同时通过与前人资料的对比分析,我们认为金沙江缝合带附近大范围低阻体可能是地壳的弱物质流,从地球物理的角度来看,它为青藏高原的缩短和垂直隆升所消耗的物质失衡提供了一些解释。(4)本文发现北羌塘地体的上、中地壳存在大面积的高导层(ρ<10Ω·m),厚度约15~20km,总体趋势为南侧厚度大,北侧厚度小。通过分析该区域的地壳总电导、地温梯度等资料,我们认为北羌塘地体中出现的大面积高导体可能是断裂破碎中的流体和部分熔融共同作用造成的。

    ...
  • 2.川滇地块中部小金河-箐河构造带壳幔电性结构及动力学意义

    • 关键词:
    • 青藏高原东南缘;小金河-箐河构造带;电性结构;深浅构造耦合关系;孕震背景
    • 王桥
    • 指导老师:成都理工大学 王绪本
    • 学位论文

    川滇地块位于青藏高原东南缘,是晚新生代以来青藏高原东南向扩展的重要组成部分,也是研究高原隆升模式和生长变形过程的重要窗口。小金河-箐河构造带(北支为丽江-小金河断裂、南支为金河-箐河断裂以及程海断裂)斜切川滇地块,前人研究认为该构造带对青藏高原的东南向扩展具有屏蔽和吸收作用,但其深部驱动机制及动力学过程并不清楚,同时研究区一带地震频发,其孕震背景还有待进一步梳理。本文重点围绕“小金河-箐河构造带的深浅构造耦合关系及孕震背景”等科学问题,主要完成了二条宽频大地电磁(MT)剖面和一条宽频+长周期大地电磁(MT+LMT)剖面观测,进行了大地电磁三维壳幔电性结构建模;利用地震和重磁资料进行综合解释,并配合开展了地表变形数据的联合分析;辅以完成了三个地质构造控制点以及一个遥感解译点的调查研究等工作,初步建立了研究区综合地质地球物理结构和动力学解释模型。首先,通过大地电磁资料的精细处理与分析,获得了研究区深部结构定性的认识并明确了数据的反演方案;通过开展精细化的二维三维反演,建立了川滇地块中部壳幔电性结构模型;然后,结合已有的研究资料,对各剖面电性结构模型开展了综合地质地球物理分析,进一步划分了浅表的地层构造单元,推测了小金河-箐河构造带的深部延展情况;同时,结合前人的地质地球物理研究成果,探讨了川滇地块中部大型壳幔高阻地质体的成因机制及构造作用;其次,针对深部电性结构模型特点以及深浅动力学关系的分析需要,开展了地表地质调查研究,基本厘清了小金河-箐河构造带的浅表构造变形样式,认为川滇地块中部不均衡的地壳运动,不仅体现在地表构造性质的分段性差异,而且也体现在深部电性结构上的分块性差异,这似乎表明深部构造与浅部构造之间存在某种耦合关系;最后,在此基础上,进一步梳理了研究区的构造活动时限及运动学特征,论述了动力学过程,构建了小金河-箐河构造带晚新生代以来分三个阶段的深浅构造耦合关系。通过对历史地震震源分布规律的分析,结合构造特点及区域运动学特征,进一步总结了研究区的孕震背景特征。总体上,本文主要获得了如下创新性成果:(1)川滇地块中部的壳幔电性结构具有分块性特征。木里-攀枝花(南北向)、永胜-冕宁(东西向)一带深部呈现高阻结构(川滇地块中部大型壳幔高阻体)并发育少量的高导层,该高阻结构外围发育大套的高导层。这些高导层存在显著的各向异性,不仅在分布的空间上存在较大差异,同时电阻率值也存在一定差别,其对于调节高原的东南向扩展具有重要作用。(2)川滇地块中部存在大型壳幔高阻地质体。川滇地块中部大型壳幔高阻地质体呈现”三高(高电阻率、高速度、高密度)”地球物理特征,该“三高”异常可能具有同源性,推测是二叠纪晚期古地幔柱构造作用的结果,具有较强的岩石力学性质,可能是稳定且不易变形的刚性地质体,其构成了对晚新生代时期青藏高原的东南向扩展被动阻挡的深部动力学背景。(3)小金河-箐河构造带的浅表构造具有分段性特征。构造带北东段:丽江-小金河断裂(北东段)与金河-箐河断裂为现今弱活动或不活动断裂,构造性质以逆冲为主要特征,金河-箐河断裂的规模和变形程度显著大于丽江-小金河断裂(北东段);构造带南西段:丽江-小金河断裂(西南段)为左旋走滑断裂兼具一定的逆冲分量,程海断裂为正断左旋走滑断裂。(4)晚新生代以来,小金河-箐河构造带分三阶段的深浅构造耦合关系及对青藏高原东南向扩展的调节作用:中-中新世,在壳(内)幔高导层作用下,青藏高原的地壳介质往东向扩展,受到了古地幔柱成因的刚性壳幔高阻地质体阻挡,导致了上地壳介质的抬升,复合形成了以逆冲为主要性质的小金河-箐河构造带,作为重要调节分量协调了高原的东向扩展;中新世中晚期,鲜水河断裂割裂了青藏高原东缘,开始了左旋走滑运动,随着高原东缘持续的东南向扩展,进一步加强了小金河-箐河构造带的逆冲作用,导致了构造带北东段的就位,进一步调节高原的东南向扩展;上新世,随着多期次的构造“改造”作用,大型壳幔高阻地质体可能已经被割裂了,呈现出不如早期那样强的刚性了,特别是西北部;小江断裂开始左行滑移,鲜水河断裂的滑移分量更多的分配给小江断裂等一系列的南北向断裂系来协调川滇地块东部的构造变形,丽江-小金河断裂(北东段)及金河-箐河断裂停止了大规模的变形,可能不再作为重要调节分量参与协调作用;与此同时,红河断裂开始了右行滑移,受尾部拉张效应的影响,丽江-小金河断裂(西南段)及程海断裂开始了左行滑移运动,继续调节高原的东南向扩展。(5)川滇地块中部孕震背景。全新世的活动构造是地震发生的基本构造背景,多个断裂复合的“拐角”地带是大地震频发的背景之一。高电阻率-低电阻率陡变带是研究区地震发生的最佳电性结构组合。青藏高原的东向扩展是川滇地块中部大地震发生的基本动力学条件。未来一段时间内,小金河-箐河构造西南段可能会有大地震灾害发生的危险。

    ...
  • 排序方式:
  • 1
  • /