地质科学  2016, Vol. 51 Issue (1): 1-4   PDF    
中国大陆深层区域构造格架——系列解释之上地幔剪切波速度模型及其地质意义

彭聪     
中国地质科学院矿产资源研究所 北京 100037
基金项目: 国家专项"深部探测技术实验与集成"(编号:SinoProbe-02-06)和国家国际科技合作专项(编号:2011DFA22460)资助。
彭聪,女,1954年2月生,研究员,地球物理学专业。E-mail:pengcong_001@163.com
2015-03-10 收稿, 2015-10-19 改回.
摘要: 上地幔剪切波速度(VS)差异表明了上地幔的横向不均匀性,通过在线下载VS模型,并结合断裂构造图,分析发现:中国大陆主要成矿域的VS结构存在明显差异,如特提斯-喜马拉雅成矿域的VS为高速,而滨西太平洋成矿域的VS为低速。编制上地幔剪切波速度结构图可以增进对中国大陆深层区域构造格架的认识,为中国大陆主要成矿域的划分和解释提供深部地球物理背景资料。
关键词: 中国大陆    成矿域    上地幔    剪切波    速度结构    

中图分类号:P315    doi: 10.3969/j.issn.0563-5020.2016.01.001

上地幔剪切波速度(VS)差异表明了上地幔的横向不均匀性,通过在线下载上地幔剪切波速度(VS)模型(Shapir,2011)和断裂构造图(Haghipour,2001),可对中国大陆及邻区的上地幔速度结构特征进行分析,为中国大陆成矿域分析提供地球物理背景资料。

1 上地幔剪切波速度模型

上地幔剪切波速度模型(Shapir,2011)使用CU_SRT1.0地壳模型和AK135速度分层模型。可按东西(东经60°~140°)和南北(北纬0°~60°)两组方向分别进行切片,取样间隔为2°,深度为0~300 km,将切片排列成图(图 1)。

图 1 中国大陆及邻区上地幔剪切波速度模型的东西向切片排列图 粗白线表示板块边界; 细黑线表示断裂带(Haghipour,2001) Fig.1 The slices of upper mantle shear velocity model of China and adjacent areas
2 中国大陆主要成矿域的上地幔剪切波速度模型

将地震构造图断裂带(Haghipour,2001)扣合在0~300 km的上地幔剪切波速度切片排列图上,可以衬托出中国大陆的上地幔构造格架。分析表明中国大陆主要成矿域(图 2)的深部地球物理背景具有明显的差异,特提斯—喜马拉雅成矿域的VS为高速,而滨西太平洋成矿域的VS为低速。

图 2 中国大陆主要成矿域(陈毓川等,2005) I1. 古亚洲成矿域; I2. 秦—祁—昆成矿域; I3. 特提斯—喜马拉雅成矿域; I4. 滨太平洋成矿域 Fig.2 Mainland China metallogenic province

古亚洲成矿域主要部分在国外,中国境内仅出现在天山(含塔里木)—阴山—长白山一线(包括塔里木陆块在内)。古亚洲成矿域上地幔剪切波速度为中低速(黄色和红色; 图 3)。秦—祁—昆成矿域是中国南北构造域和区域成矿作用的分界线,上地幔剪切波速度为高速(蓝色)。特提斯—喜马拉雅成矿域覆盖了中国西南部的青藏高原和三江地区,上地幔剪切波速度为高速(蓝色; 图 3图 4); 滨西太平洋成矿域覆盖了整个中国东部地区,上地幔剪切波速度为低速(黄色和红色; 图 4)。具有不同速度结构的地幔区域之间一般有长达上千公里、 向深部延伸数十公里(有地震分布)的断裂带,是大型成矿带物质来源的通道(图 4)。

图 3 古亚洲和特提斯—喜马拉雅成矿域的上地幔剪切波速度模型(东经88°) Fig.3 The upper mantle shear velocity model(88°E)of Paleo-Asia and Tethys-Himalaya metallogenic province

图 4 特提斯—喜马拉雅和滨西太平洋成矿域的上地幔剪切波速度模型(北纬24°) Fig.4 The upper mantle shear velocity model(24°N)of Tethys-Himalaya and western Pacific margin metallogenic province
3 结 语

中国大陆主要成矿域的上地幔速度结构反映了成矿区(带)所处的现今地幔构造背景、 就位环境和成矿物质来源。盆地之下多为高速地幔,岩浆岩造山带多对应低速地幔。不同地幔速度结构区域的边界是地幔物质上涌的通道,多与大的成矿带分布一致。中国大陆主要成矿域的上地幔剪切波速度结构特征差异,可以为成矿域的划分和解释提供深部地球物理背景资料。

参考文献
[1] 陈毓川,王登红,朱裕生等. 2005.中国成矿体系与区域成矿评价.北京:地质出版社. 1-1005.
[2] Chen Yuchuan, Wang Denghong, Zhu Yusheng et al. 2005. Chinese Mineralization System and Assessment of Regional Mineralization. Beijing:Geological Publishing House. 1-1005.
[3] Abdolazim H. 2001. Seismotectonic Map of the World:Five Millennia of Earthquakes Around the World. Paris:CGMW and UNESCO.
[4] Shapiro N. 2011-09-01. Upper mantle shear velocity model.http://ciei.colorado.edu/-nshapiro/MODEL/index.html.
Deep tectonic framework in Chinese continent:Upper mantle shear velocity model and its structure characteristics

Peng Cong     
Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037
Abstract: The difference of upper mantle shear wave velocity(VS)indicates the lateral heterogeneity of the upper mantle. Download the upper mantle shear velocity model of China and adjacent areas, combined with the fracture structure data, the result can help to understand the deep tectonic framework, and provide geophysical background information to explain the division of Chinese metallogenic province.
Key words: Mainland of China    Metallogenic province    Upper mantle    Shear wave    Velocity structure