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羌塘盆地是我国境内最大的中新生代海相沉积盆地,夹持于金沙江缝合带和班公-怒江缝合带之间。羌塘中央隆起(主要是指冈玛错、玛依岗日、查桑至西雅尔岗近东西向一线)位于羌塘地体中央的前侏罗系隆起区,并将其分为南北两个盆地。目前,地质科学家对羌塘中央隆起带构造属性认识还存在分歧:一种观点认为中央隆起带曾是在伸展环境下形成的,羌塘盆地有着统一的基底;另一种认识其是-古特提斯缝合带,且南北羌塘具有各自的演化机制。羌塘盆地岩石圈结构特征以及构造变形记录了其动力学过程。因此,研究中央隆起带的深部结构及构造特征显得至关重要。
为了揭示这一科学奥秘,国内外学者近年来通过地质考察、地球化学分析、地球物理等方法手段展开了研究。尽管取得了许多重要的成果和认识,但因羌塘中央隆起带结构较为复杂,难以取得清晰的深部结构特征,而宽频带流动地震观测能够在区域构造尺度上给出较清晰的体效应证据。
在多方资助下,中国地质科学院地质研究所在羌塘盆地开展了宽频带地震观测研究工作(TITIAN),布设了54套流动宽频带地震观测台站。利用部署在青藏高原羌塘盆地的54套流动地震台于2008年9月至2010年11月期间所记录的506个原始远震事件,共9532个高质量的P波初至走时数据。利用该台网所记录到的远震P波走时数据,应用FMM(Fast Marching Method)方法和LSQR反演算法进行层析成像研究,获得了羌塘中央隆起带下200km深的地壳上地幔三维P波速度结构,给出了羌塘中央隆起带及邻区下方的深部结构特征,并对青藏高原内部的一些构造地质现象进行了讨论。
主要结论如下:
1)从深部结构整体上认识,羌塘中央隆起带为一明显的构造边界带,其南北两侧盆地分别属于不同的构造单元。
2)沿羌塘中央隆起带南北两侧的E-W向剖面(33° N和33.5°N)显示,其两侧的岩石圈结构尺度整体上存在明显差异,南北羌塘盆地地壳整体上呈高速异常,但北羌塘的高速异常已经延伸到岩石圈地幔,且在本研究区内北羌塘盆地的东部有明显的低速异常块体。
3)沿N-S向的两条剖面(88.5°E和89.5° E)显示,羌塘中央隆起带下方地壳部分呈高速异常结构,羌塘中央隆起带为-明显的构造边界带,其与南北两侧盆地的速度结构存在明显差异。在羌塘中央隆起带及邻区下方有一个大规模的向北倾斜的高速异常体,推测可能是古特提斯洋北向俯冲的结果,滞留在龙木错-双湖缝合带下方90~150km深的高速异常体可能是古特提斯洋俯冲关闭时遗留的板片;而其下方羌塘中央隆起带延伸到北羌塘的北倾低速异常体,可能是冈底斯块体北向俯冲的结果。
4)龙木错-双湖缝合带为具有缝合带性质的边界构造带,为青藏高原大地构造认识及羌塘油气勘探奠定了基础。