祁连山造山作用与岩石圈地幔的特型结构构造

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1、第41卷第5期中国地质Vo1．41，No．52014年10月GEoLOGYINCHINAOct．．2014赵文津，Mechie冯梅，等．祁连山造山作用与岩石圈地幔的特型结构构造[J】．中国地质，2014，41(5)：1411—1423．Zhaowenjin,MeehieJ'FengMei,eta1．CanozoieorogenesisoftheQilianMountainandthelithospheremantletectonicframeworkbeneathit[J]GeologyinChina,2014，41(5)：1411—1423(inChinesewithEnglish

2、abstract)．祁连山造山作用与岩石圉地幔的特型结构构造赵文津MechieJ2冯梅史大年薛光琪宿和平宋洋杨宏伟刘志伟(1．中国地质科学院，北京100037；2．德国地球科学研究中·~(GFZ)；3．中国地质科学院地质力学研究所，北京100037；4．中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037)提要：本文探讨了祁连山地壳增厚与造山机制。提出新生代以来，由于印度地块向北推进，其延迟的远程效应使祁连地块内4#r断裂再次活动，特别是23Ma以来，分阶段的活动使上地壳缩短了30％，40km厚的祁连地壳增加到57km厚；并通过柴达木地块下地壳物质的挤入，使祁连地块地壳厚度增加到现今的60

3、～74km；地壳质量基本平衡表明其下部地壳物质横向迁移较小，即走滑断裂带走的地壳物质较少。依据INDEPTH—V新的宽频地震调查成果，提出祁连地块下岩石圈地幔的复杂结构，南部来的昆仑岩石圈地幔(双层结构)与北部向南俯冲的阿拉善地块下的亚洲岩石圈地幔在祁连地块深部相碰撞，而柴达木一祁连岩石圈地幔则被保存在昆仑岩石圈与亚洲岩石圈地幔碰撞带之上，共形成一倒三角汇聚区；在柴北缘与中祁连北缘岩石圈地幔各出现一条北倾和南倾的正转换震相，可能是老俯冲带残存岩片的显示；在祁连地块岩石圈地幔的两端地壳底部还出现有“双“莫霍”现象”，地表见有多条榴辉岩带。以上结果构成了高原最具特色的构造区。关键词：祁连

4、地块；地壳增厚；岩石圈地幔；“双莫霍”；倒三角结构中图分类号：P552；P542文献标志码：A文章编号：1000—3657(2014)05—1411一l3(即“初步参考地球模型”，见《地学大辞典》)给出的1问题的提出大陆地壳平均厚度增厚了近1倍。现今GPS观测结祁连山地区位于青藏高原最北部。北邻河西走果表明，垂直祁连山走向祁连地块地壳每年缩短仅廊及阿拉善地块，海拔约1500m，南邻祁连山主峰海为(5．5士1．5)11111-1[1】，仅是藏南地区的1／10。祁连山拔5547m，高差达4000m以上(图1中红线范围)。是一个古生代晚泥盆世形成的陆一陆碰撞造山带，分布在柴达木盆地北缘与河

5、西走廊之间的祁现今为新生代青藏高原的北部边缘大山，新生代以连地块，平均宽度约250km,东西走向长约600来它抬升了没有?如果抬升了，是何时抬升的?地km。地表普遍出露元古宙至早古生代的老地层及壳增厚的时间、方式与机制?在地壳缩短过程中青古造山作用的构造堆积体。地震测深方法求得的藏高原及亚洲的岩石圈地幔的走向?这些问题与现今地壳厚度在60~70km,较地球的PREM模型高原北部地区大地震的活动有关。本文就这些问收藕日期：2014-o4-16；改画日期：2014-07-18基金项目：中国地质调查局项目“青藏高原深部结构探测与地壳活动特征”(1212O1O511809)及“青藏高原深部过

6、程与资源环境效应研究”(12l20112209O3)资助。作者筒介：赵文津，男，1931年生，研究员，中国工程院院士，从事勘探地球物理和深部探测研究；E-mail：xzwz~@sina．com。http：／／geochina．cgs．gov．cn中国地质，2014，41(5)第41卷第5期赵文津等：祁连山造山作用与岩石圈地幔的特型结构构造1417地壳应当主要来自下地壳的增厚，并分布在柴北缘N，达到110km深度。冯梅等认为红色震相是因为与南祁连南缘下面。ALM上有一层5km厚的各向异性层引起的(用模这里，祁连地块的下地壳分成两部分，南部为拟方法确定的)，其下相应的蓝色震相为岩石圈与6

7、．8～7．2km／s速度物质，北部为6．6～6．8klTI／S速度软流圈界面(LAB)。物质，前者与柴达木地块下地壳有关。(3)在36．6oN～36．9。N和38．0oN～38．4。N之(5)关于柴达木地块与昆仑地块下20—30km间，莫霍震相上又有一条红色震相，深度为48km左深度区间的5．9km／s速度层，为相对低速层，与最新右，与雅鲁藏布江缝合带(YZS)上出现的“双莫霍”震完成的INDEPTH-IV广角速度结构剖面中的速相现象相类似。度层十分一致，