在印度-欧亚大陆持续汇聚的过程中,许多岩石圈物质被挤出,这些物质中,有许多都被沿哀牢山-红河断裂的大规模左行走滑运动所吸收。但是,哀牢山-红河断裂带左行走滑是如何启动的?对于这一问题,仍然缺少共识。
在最近发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)的文章中,研究者结合多种观测与分析方法,认为在印度-欧亚大陆硬碰撞开始(~45百万年前)之后,青藏高原东南缘发生了一次大规模岩石圈拆沉事件(~37百万年前),这一事件为哀牢山-红河断裂的启动提供了有利条件。
“背景噪声干涉技术”广泛应用于提取面波信号,对岩石圈浅部速度结构进行成像,但是用该技术提取来自地球深部界面的反射体波信号比较困难。
下图展示了共反射点叠加窗的位置以及每个叠加窗内互相关的数量和沿两条剖面的反射波形特征。沿两条反射波形剖面,不仅可以观测到清晰的410-km和660-km间断面反射波形(P410P和P660P),还可以观测到两个分别来自下地幔顶部和地幔转换带中部的散射信号(S1和S2)。
(A-B)分别为沿图(C)中剖面1和剖面2的两条深度域背景噪声互相关函数共反射点叠加波形,背景色为纵波速度结构扰动。S1和S2分别为上地幔顶部和地幔转换带中部的散射信号。(C)共中心点叠加数据密度分布以及两条剖面位置。
大陆岩石圈拆沉的诱因与结果
这次岩石圈拆沉事件发生在印度-欧亚大陆硬碰撞开始(~45百万年前)的几个百万年以后,作者认为可能是陆陆硬碰撞造成该区域岩石圈受到强烈的挤压而增厚,最终导致了大范围的岩石圈拆沉。根据钾质岩浆的年龄和现在观测到的拆沉岩石圈的位置,作者估算得到,拆沉岩石圈的下沉速率为~2±0.5厘米/年。
印度-欧亚大陆汇聚过程及主要构造事件。红色和蓝色菱形分别代表印度板块的移动方向和移动速率。ASRRF:哀牢山-红河断裂。
由于大规模的岩石圈拆沉,青藏高原东南缘形成了一个岩石圈强度显著弱化的窗口,现今的GPS速度场仍然显示,青藏高原东南缘是青藏高原内部物质挤出的最重要通道。
上述成果发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR),中国科学技术大学地球和空间科学学院冯吉坤特任副研究员为第一作者,姚华建教授和冯吉坤特任副研究员为共同通讯作者,中国科学院地质与地球物理研究所陈凌研究员和中国地震局地球物理所王伟涛研究员为合作作者。