【摘要】：新生代印度大陸和歐亞大陸的碰撞引起了青藏高原強(qiáng)烈的變形和隆升,青藏高原東南緣作為在板塊碰撞作用下高原物質(zhì)向東南擴(kuò)展的重要場(chǎng)所,其結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)于了解青藏高原的構(gòu)造演化至關(guān)重要。地震波各向異性是了解地球內(nèi)部物質(zhì)變形方式的重要手段,近年來(lái)在青藏高原東南緣開(kāi)展了大量的地震波各向異性測(cè)量,包括Pms(莫霍面Ps轉(zhuǎn)換波)、SKS(剪切波分裂)等,并針對(duì)相應(yīng)的地球物理測(cè)量結(jié)果提出了構(gòu)造模型,然而這些構(gòu)造模型缺乏來(lái)自深部巖石學(xué)方面的約束來(lái)確定地球物理測(cè)量結(jié)果解釋的合理性和可靠性。已有研究表明地震波各向異性主要受礦物晶格優(yōu)選(CPO)方位的影響,中 下地殼的各向異性主要由巖石中礦物(云母及角閃石)的晶格優(yōu)選(CPO)形成。變形導(dǎo)致的橄欖巖各向異性是上地幔各向異性的主要來(lái)源。因此需要對(duì)青藏高原東南緣的深部巖石變形的研究來(lái)約束青藏高原東南緣的巖石圈地震波各向異性成因及變形特征。本文通過(guò)研究青藏高原東南緣被新生代鉀質(zhì) 超鉀質(zhì)巖捕獲并攜帶至地表的深源巖石包體的巖石學(xué)、地球化學(xué)、顯微構(gòu)造和地震波各向異性特征,結(jié)合現(xiàn)今青藏高原東南緣的地球物理測(cè)量結(jié)果,建立青藏高原東南緣巖石圈各向異性模型,并約束新生代青藏高原東南緣的巖石圈運(yùn)動(dòng)變形特征。出露于哀牢山 紅河剪切帶西北部的深源巖石包體主要為石榴石透輝巖、斜長(zhǎng)角閃巖和角閃石巖。斜長(zhǎng)角閃巖、角閃石巖包體的來(lái)源深度為28 36 km,屬于中 下地殼巖石包體。石榴石透輝巖包體的來(lái)源深度為46 104 km,源于下地殼底部至上地幔。EBSD研究結(jié)果顯示地殼包體中角閃石主要為T(mén)ype IV型和(100)[001]滑移的CPO組構(gòu),為高溫強(qiáng)變形的組構(gòu)特征,Type I型CPO較少見(jiàn)。斜長(zhǎng)石顯示Axial B型和(100)[001]滑移的CPO組構(gòu),單斜輝石顯示(100)[001]滑移和SL型CPO組構(gòu),石榴石并未見(jiàn)明顯的CPO組構(gòu)特征。說(shuō)明在始新世 漸新世,青藏高原東南緣中 下地殼的變形具有高溫強(qiáng)變形的特征。中 下地殼巖石包體的P波各向異性(AV_P)為1.9% 13.3%,最大剪切波各向異性(AV_S)為1.17% 8.01%。當(dāng)中 下地殼巖石的面理高角度傾斜近直立時(shí),約15 km厚的中 下地殼各向異性層可以解釋由Pms測(cè)量獲得的云南六合地區(qū)的0.54 s的分裂延遲時(shí)間。出露于哀牢山 紅河剪切帶東南端的深源巖石包體主要為尖晶石二輝橄欖巖和尖晶石方輝橄欖巖。橄欖巖包體的平衡溫度為1016 1148°C,平衡壓力(來(lái)源深度)為15.6 22.2 kbar(51 71 km)。主要礦物橄欖石、斜方輝石和單斜輝石的含水量分別為5 21 ppm、66 207 ppm、136 357 ppm wt H_2O。巖石圈地幔橄欖巖經(jīng)歷了不同程度的部分熔融,顯微結(jié)構(gòu)特征顯示橄欖巖在位錯(cuò)蠕變變形后經(jīng)歷了靜態(tài)重結(jié)晶和富硅流體的滲透。EBSD數(shù)據(jù)顯示橄欖石為A型和AG型CPO組構(gòu)特征,斜方輝石的CPO類(lèi)型為AC型和ABC型,單斜輝石的主要CPO類(lèi)型為S型和SL型。橄欖巖包體的全巖P波各向異性(AV_P)為8.13% 4.41%,最大剪切波各向異性(AV_S)為7.03% 2.91%。橄欖石和輝石的CPO組構(gòu)顯示巖石圈地幔橄欖巖在高溫、高壓和干燥條件下變形。AG型橄欖石CPO形成于始新世 中新世巖石圈地幔在轉(zhuǎn)換擠壓環(huán)境或熔體存在下的變形。通過(guò)與SKS測(cè)量獲得的地震波各向異性對(duì)比,推斷青藏高原東南緣SKS各向異性由面理高角度傾斜近直立的巖石圈地幔橄欖巖和定向排列的熔體(MPO)共同提供�；谝陨涎芯�,青藏高原東南緣大規(guī)模分布的走滑斷裂帶內(nèi)的強(qiáng)烈剪切使中 下地殼巖石中云母、角閃石等礦物定向排列,可以解釋由Pms觀察到的N S向近NW SE向的各向異性。而青藏高原東南緣自新生代以來(lái)的巖石圈地幔變形受控于軟流圈的上涌和擠出流動(dòng),以26°N為界,軟流圈的流動(dòng)方向由NW SE向轉(zhuǎn)為近E W向。由此推斷,在青藏高原東南緣26°N以北,地殼和巖石圈地幔垂直連貫變形,而在26°N以南,地殼和巖石圈地幔為解耦變形。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P31
【圖文】：

1. 選題依據(jù)及研究意義新生代(~55 Ma)印度大陸和歐亞大陸的碰撞引起了青藏高原強(qiáng)烈的變形和隆升(圖1 1)，青藏高原東南緣作為在板塊碰撞作用下高原物質(zhì)向東南擴(kuò)展的重要場(chǎng)所，其結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)于了解青藏高原的構(gòu)造演化至關(guān)重要。在青藏高原東南緣發(fā)育大量了NW向、NE向和近N S向的深大斷裂帶，如小江斷裂、金沙江 紅河斷裂帶、瀾滄江斷裂、鮮水河斷裂等，斷裂帶將青藏高原東南緣分割為許多塊體，如川滇塊體、松潘 甘孜塊體等。對(duì)于青藏高原東南緣的構(gòu)造變形模式仍存在許多爭(zhēng)議，前人提出了許多模型，如剛性塊體擠出模型(Tapponnier et al.,2001)、巖石圈連續(xù)變形模型(England and Houseman, 1986)、中 下地殼韌性通道流模型(Royden et al., 1997, 2008)。在地球物理方面，中 下地殼通道流模型被廣泛接受(Bai et al., 2010; Yao et al., 2010; Bao et al., 2015; Li et al., 2016; Kong et al.,2016)

2. 青藏高原東南緣巖石圈地震波各向異性研究進(jìn)展2.1 地殼地震波各向異性研究進(jìn)展在青藏高原東南緣，多利用Pms的方法來(lái)獲得地殼各向異性參數(shù)(圖1 2)。Sun等(2012)的研究結(jié)果顯示地殼的Pms分裂延時(shí)平均約0.53 s，分裂延時(shí)和快波方向與SKS/SKKS (Lev et al., 2006)的結(jié)果對(duì)比顯示地殼各向異性是剪切波分裂的主要貢獻(xiàn)，暗示青藏高原東南緣上地幔變形較弱或者為垂直流動(dòng)變形；由地殼較高的VP/VS(約1.79)推斷地殼中基性物質(zhì)較多，中 下地殼需要較強(qiáng)的剪切變形來(lái)達(dá)到觀察到的各向異性程度，因此研究結(jié)果支持下地殼流模型，即地殼與之下的巖石圈地幔發(fā)生解耦變形。孫長(zhǎng)青等(2013)利用Pms方法獲得云南地區(qū)由地殼各向異性產(chǎn)生的延遲時(shí)間為0.125 0.45 s，平均0.25 s，各向異性方向與斷裂走向近似平行，認(rèn)為是由大型斷裂控制著下地殼流的構(gòu)造變形。Chen等(2013)的研究表明

圖 1 3 研究思路圖具體工作首先是在了解研究區(qū)地質(zhì)背景和地震波各向異性測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)所采集的地殼巖石包體和地幔橄欖巖包體分別進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)觀察、礦物成分測(cè)試分析、EBSD 測(cè)量及地震波各向異性計(jì)算，來(lái)獲得地殼巖石和巖石圈地幔

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2774205