塔里木盆地北缘与东天山地壳上地幔热结构研究

由于印藏碰撞的影响，在我国西部塔里木和天山地区产生强烈的新生代构造变形和地震活动。这种大陆内部变形受岩石圈热-流变学结构不均一性控制，是当前大陆动力学研究重要基础课题。在塔里木北缘和东天山地壳上地幔结构研究（重点库尔勒－乌鲁木齐一线）的基础上，进一步对宽频地震观测资料深部结构信息进行提取，包括接收函数反演、S波接收函数分析，揭示软流圈底面、上地幔410km和660km间断面特征；同时分析岩石圈热－流变学结构的纵向分层和横向不均一性特点；探索印藏碰撞的应力传递、岩石圈热-流变学结构对碰撞过程中大陆内部变形的控制作用和地震活动规律，揭示塔里木－天山地区新生代地球动力学过程。研究对西部大陆动力学、地震活动规律以及塔里木盆地油气成藏均具有重要理论意义和实际意义。

课题基本完成预定工作目标，投出SCI收录外文期刊论文一篇，待投期刊论文2篇，培养博士生2名，组员参加国内学术会议交流3次，国际学术交流会议1次。.主要研究成果：.课题在基金项目“天山地区地壳上地幔结构的宽频带地震台阵观测研究”基础上，进一步对宽频地震观测资料进行深部结构信息提取，获得了研究区地壳上地幔精细速度结构、深部变形特征和介质力学性质的横向不均一性；探讨了印藏碰撞的应力传递机制、岩石圈热-流变学结构对大陆内部变形的控制作用，揭示塔里木与天山在我国西部大陆变形中的构造响应动力学过程。.项目基于南京大学2002-2003年完成的横跨天山造山带宽频地震台站观测资料，并和中南大学合作，共享部分天山-塔里木结合部流动台阵观测资料。采用接收函数分析方法，提取了莫霍面、软流圈底界、上地幔间断面等深部速度界面特征，并反演得到了横跨天山的地壳上地幔二维S波速度剖面，获得了天山造山带的壳幔精细速度结构，提取了天山和相邻构造单元之间的深部接触关系和变形特征。.研究结果表明，在天山南侧明显存在塔里木板块向天山之下的俯冲；盆山结合部中地壳普遍存在低速层；壳幔界面主要表现为过渡带特征，造山带下方上地幔顶部大多表现为低速扰动区。采用接收函数H-k加权叠加技术，计算得到各台站下方地壳平均泊松比，对研究区下地壳物质组成以及介质物性的横向变化特征进行了研究。.结合深部构造研究，开展了研究区新生代地表地质构造的野外考察，并收集研究区已有的地质和地球物理资料、GPS地形变观测资料进行了综合分析，探讨了在新生代地球动力学环境下塔里木与天山在我国西部大陆变形中的构造响应过程。.研究表明，天山地区地壳上地幔速度结构和岩石圈强度存在明显的横向不均一性，板缘驱动力通过刚性岩石圈上部向北的传递、天山和相邻块体的强度差异以及先存构造的继承性，共同促成了塔里木向天山之下的俯冲。这一俯冲成为新生代东天山地壳缩短增厚的直接动力，同时上地幔物质流动的参与对于塔里木板块俯冲方向和天山变形幅度的调整也起着重要的作用，天山的隆升是地深部物质变形和运移过程在地表的响应。这一发生在大陆内部的板内俯冲造山过程，是由板块碰撞边界驱动力传递、俯冲造山系统本身响应特性和俯冲发生的边界条件共同构成的统一的动力学系统。