羌塘地体可可西里地区的地幔结构、动力学过程及其浅部响应研究获进展

羌塘地体可可西里地区是青藏高原由南部较湿热环境向北部荒漠环境变迁的纽带，在结构构造和物质成分等多方面具有独特属性。这里平均海拔5000米，周缘高山、内部平坦，其深部可能正在发生印度与亚洲两大板块汇聚相交。此外，古老岩石圈拆沉后发生部分熔融，地幔浅部呈现显著的Sn波高衰减、各向异性强烈、岩石圈减薄、新生代超钾质火山岩发育，是青藏高原海相盆地油气工业和稀有矿产资源最具前景的地区。目前，对羌塘地体的地球物理高精度观测较为缺乏。

近期，中国科学院青藏高原研究所碰撞隆升及影响团队研究员白玲等利用410 km—660 km深度间断面附近产生的地震波三重震相，研究羌塘地体地幔过渡带速度结构。三重震相的走时和振幅对射线路径中间部位地震波转折点和反射点所在位置的结构变化较敏感，具有研究区域不受地震和台站分布局限的优点。该研究采用改进的迭代网格搜索方法，拟合缅甸山弧俯冲带地区中深源地震和塔里木盆地下地壳地震（中国地震台网记录）的三重震相波形。

研究显示，羌塘地体地幔过渡带顶部存在一个厚度约36 km、P波速度降-2.0%的低速层，地幔过渡带底部存在厚度约155 km、P波速度增加1.2%的高速异常。同时，410 km间断面下降约12 km，660 km间断面下降约30 km，地幔过渡带厚度显著增加。结合既有观测结果，研究推测，地幔过渡带顶部的低速层为含水熔体和高温异常共同作用的结果，地幔过渡带底部的高速异常为水和低温异常共同作用的结果。

该研究进一步细化了与岩石圈拆沉或俯冲有关的动力学过程：冷的印度大陆板块或者古大洋板块岩石圈俯冲或拆沉至地幔过渡带，遇到660km间断面的阻挡，在地幔过渡带底部堆积，形成地幔过渡带内部观测的高速异常；俯冲或拆沉的岩石圈物质扰动含水的地幔过渡带物质上涌至上地幔，在地幔过渡带顶部形成高温的部分熔融低速层；该低速层可能进一步上涌，为浅部Sn波发生高衰减和新生代超钾质火山岩的形成提供热的岩浆源。该地幔物质循环模式为准确理解大陆俯冲过程和圈层相互作用提供理论依据，为高原资源开发、灾害减轻、环境保护和经济社会可持续发展提供数据支撑。

相关成果发表在Earth and Space Science、Geochemistry Geophysics Geosystems上。研究得到青藏高原第二次综合科学考察研究、国家自然科学基金委青藏高原地球系统基础科学中心项目、中科院王宽诚率先人才计划卢嘉锡国际团队等项目资助。

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研究区构造特征

青藏高原NE-SW向测线的深部动力学过程模型图