“透明地壳”计划进展 | 基于岩石圈磁场模型揭示龙门山断裂带及邻区磁性结构
发布时间:2022-11-02
龙门山断裂带位于中国南北构造带的中南段,构造运动活跃,近来地震频发,断裂带东西两侧地形、重力异常、地震波速等差异明显,通常被视作扬子地块与松潘-甘孜地块的构造边界。然而,近年来的部分研究认为扬子地块基底西边界并不位于龙门山断裂带上,而是向西延伸200公里至龙日坝断裂。该地区现有磁异常形态、居里等温面埋深结果等也存在较大差异,给龙门山断裂带地区磁性结构及深部产生机制等带来分歧。

图1. 龙门山断裂带地区地质构造图(a)及EMAG2-V3模型化极磁异常图(b)
中国地震局地球物理研究所焦立果研究团队基于EMAG2-V3岩石圈磁场模型,通过化极、延拓、求导、欧拉反褶积、居里面反演、磁化强度方向分析等技术对龙门山断裂带地区的磁性结构及基底形态进行了研究,得到了地壳磁异常的分布形态、形成机制以及四川盆地基底向西延展等结果。

图2. 化极磁异常垂向导数(a)和解析信号振幅(b)

图3. 欧拉反褶积(a)和居里等温面反演结果(b)

图4. 向上延拓至25km处的原始磁异常(a)及区块正演磁异常(b)
结果表明,龙门山断裂带是一条明显的化极磁异常边界,其东西两侧磁异常特征的显著差异来自深部磁性结构、居里面埋深以及磁化机制的不同:东部扬子地块的强正异常来自新元古代洋壳俯冲(据条带状异常、化石俯冲带残留以及缺乏地幔柱成因的放射性样式)所形成的强磁性基底在当前主磁场作用下的感应磁化,其较深的居里面(~50公里)使得强磁性矿物在深部仍然保持强磁性;而西部的松潘—甘孜地块,由于活跃构造活动导致居里面抬升,虽然扬子地块的基底向西延伸,然而大部分基底失去了强磁性,再加上剩余磁化的影响,使得其整体表现为强负异常,仅在扬子基底熔融出露的地方(如马奈、四姑娘山)表现为正异常。

图5. 龙门山断裂带近E-W向剖面AA’磁性构造示意图