2015年05月09日 星期六

作者:李洪强 发布时间:2025-07-07

喜马拉雅造山带是地球上最具代表性的大陆碰撞造山带,由印度板块与欧亚板块在约55至45百万年前的碰撞过程中形成,成为研究大陆动力学、地壳变形、变质作用及岩浆过程的天然实验室。高喜马拉雅(GHS)是印度板块与欧亚板块碰撞时,强烈的构造与变质作用形成的核心区域,代表着这一造山带的核心部分。传统观点认为,GHS是一个统一的变质块体,其出露过程可通过临界楔模型或通道流模型来解释。然而,近年来的研究表明,GHS可以进一步细分为上下两个岩片,二者在岩性、变质程度、部分熔融程度以及运动学特征上存在显著差异。高喜马拉雅逆冲断裂(HHT)被认为高喜马拉雅内部是上下岩片的一个分界面,但其几何形态、深部延伸以及与淡色花岗岩侵位之间的关系,仍缺乏明确的地球物理证据。

中国地质科学院李洪强副研究员、中国地质科学院地质研究所卢占武研究员、中国科学院地质地球物理研究所王佳敏副研究员、桂林理工大学黄兴富副教授、联合中山大学高锐院士及巴塞罗那地学中心Ramon Carbonell教授运用速度建模技术、叠前深度偏移、AVO分析等方法,对INDEPHT-I数据进行了重新处理,获得了42 km以内的深度域剖面,识别出了多个壳内界面和弱反射体。相关研究成果已发表于国际地学期刊《Tectonics》上,取得了以下主要进展:

1.在GHS内部识别出一条北倾的弱反射界面,将GHS内部分为上下两部分。该界面被推测为高喜马拉雅逆冲断层(HHT)。

2. 在GHS上部识别出多个带状弱反射区。通过与地表出露的淡色花岗岩以及花岗岩区域的地震波特征对比分析,发现反射地震图像中的花岗岩体通常呈现出相对均匀的弱反射特征。这些带状弱反射区被推测为STDS与HHT之间的淡色花岗岩体。

3.主喜马拉雅逆冲断裂(MHT)表现出低地震波速度、强振幅的带状反射。结合AVO属性分析与电阻率模型,推测MHT附近可能存在壳内部分熔融,形成了高导低速的弱带,可能存在部分熔融。

本研究在地球物理尺度上识别了GHS内部的构造分区,揭示了淡色花岗岩在地震剖面中的特征与分布,同时提供了MHT区域存在部分熔融的证据。这些成果为深入理解喜马拉雅造山带的深部结构演化、岩浆活动机制及大陆碰撞动力学提供了重要的观测依据。

图1 重新处理获得的深度域剖面和对应的地层速度结构

 

图2 基于新处理结果获得的HHT、MHT界面和主要弱反射区

本研究得到了国家科技重大项目——大陆关键带地壳精细断面探测(2024ZD1000100)、国家自然科学基金(42074097、41704089、42004079)、国家重点研发计划(2023YFF0803301)、中国地质调查局项目(DD20230008)以及中国国家留学基金委的联合资助。

Li, H., Gao, R., Lu, Z., Wang, J., Huang, X., & Carbonell, R. (2025). Structures and leucogranites in the eastern Himalayan orogen from reprocessed INDEPTH-I deep seismic reflection profile. Tectonics, 44, e2024TC008711. https://doi.org/10.1029/2024TC008711