近日,我校地球物理学在读博士生陈月为第一作者、包乾宗教授为通讯作者,南方科技大学陈晓非院士为共同作者,在国际知名地球物理学期刊《Tectonophysics》(中科院2区)发表题为“3D azimuthal anisotropy model reveals crust-mantle deformation in the northeastern Songpan-Ganzi Block and adjacent regions”的科研成果。
松潘-甘孜东北部及邻区位于青藏高原、华南板块与鄂尔多斯地块的构造交汇处(图1)。新生代以来,印度板块与欧亚板块的持续碰撞引发了青藏高原的隆升与扩展。作为高原东向扩展的前缘地带,松潘-甘孜东北部的岩石圈变形机制一直备受关注。
明确介质随深度的变形特征,是揭示区域变形机制的关键。本次研究整合了喜马拉雅二期密集台阵(ChinArray-Himalaya II)记录的远震事件与背景噪声的面波频散数据,获得了高分辨率的岩石圈(5-110 km)三维S波速度与方位各向异性结构。
图1.地质构造背景
图2.频散曲线及每周期对应的频散数
图3.松潘-甘孜东北部及邻区的地形、S波速度和方位各向异性结构的三维图。玫瑰图(左)显示了松潘-甘孜东北部的方位各向异性,红色箭头表示软流圈的活动。
结果显示,松潘-甘孜东北部与西秦岭造山带上地幔存在的低速异常可能与软流圈的热侵蚀和局部上涌有关。在松潘-甘孜东北部,地壳快波方向以NW向为主,反映地壳为整体缩短变形,但其上地幔快波方向转为NE向,且各向异性振幅显著增强。研究认为,该区上地幔在软流圈活动、青藏高原东北向挤压及四川盆地阻挡的共同作用下,发生了显著的NE向变形(图3)。结合松潘-甘孜东北部较厚的地壳、低Vp/Vs、低密度等特征,认为该区的中下地壳低速体可能是长英质地壳强烈变形的结果。在45 km,低速体的方位各向异性表现出横向不均一性,推测其在松潘-甘孜东北部的壳幔解耦变形过程中起到了缓冲作用。在西秦岭造山带,地壳到上地幔的快波方向均呈现一致的NW向,表明其岩石圈为垂直相干变形。相比之下,秦岭造山带中段和扬子板块北缘的岩石圈则以高速、弱各向异性为特征,显示其构造相对稳定,受青藏高原东扩的直接影响较小。
该研究得到国家重点研发计划(2022YFC3003402)、国家自然科学基金(92155307、42474160)、陕西省自然科学基金项目(2021JM-156)、广东省地球物理高精度成像技术重点实验室(2022B1212010002)、深圳市深海油气勘探技术重点实验室(ZDSYS20190902093007855)及南方科技大学科学与工程计算中心的支持。
Chen, Y., Bao, Q., & Chen, X. (2026). 3D azimuthal anisotropy model reveals crust-mantle deformation in the northeastern Songpan-Ganzi Block and adjacent regions.Tectonophysics, 922, 231043.
文章链接://doi.org/10.1016/j.tecto.2025.231043
(供图供稿:陈月 包乾宗 供稿审核:欧阳韬)