青藏高原东南缘三维大地电磁测深研究

With many geological and geophysical works in central Qinghai-Tibetan Plateau, Scientists have more understanding on the eruption, evolution and deformation of the Plateau. However, more studies need to be carried out in Eastern and Western Himalayan Syntaxes and the surroundings to know more details of these processes. It is hard to describe the lithospheres' structure with 1D or 2D models because the south-eastern area of Qinghai-Tibetan Plateau has the rapid uplift and the most complex geological structures. With the advancement of computing technology and calculating speed, various magnetotelluric (MT) 3-D forward and inversion codes are in use and some have become commonly available. In the same time, a large quantity of high quality MT data has been obtained in Qinghai-Tibetan Plateau. It is possible to apply 3-D MT inversion in this area. This project will try to find out the lithosphere's resistivity structure of eastern Syntax and the surrounding area, give more constrains on rheology of crust and mantle and explore the crustal flow in this area.

随着在青藏高原开展大规模的科学考察活动，有关青藏高原的隆升机制、演化历史、变形机制和岩石圈结构的认识都在不断深化。现有的研究更多在喜马拉雅和青藏高原的中心部位，而对东、西两个构造结所在的边缘区域研究相对薄弱。青藏高原东南缘作为印度板块与欧亚板块碰撞过程中变化最剧烈、结构最复杂、构造最集中的地区，一维、二维反演方法都不足以描述其岩石圈结构的复杂性。从大地电磁测深(MT)方法上，随计算技术以及计算机性能的迅猛发展，有关MT三维反演的理论和应用研究正在各国迅速开展。同时，近年来在青藏高原大量高精度 MT野外观测资料的获得，使得开展三维MT研究成为可能。本项目将在青藏高原东南缘开展大地电磁测深三维反演研究，试图在有关青藏高原东构造结及其邻区的电性结构特征，地壳和上地幔的流变性质以及有关高原地壳流等方面提供新的认识。

本项目通过收集和野外实测共获得研究区大地电磁测深（MT）宽频带（BMT）测点686个，长周期（LMT）测点189个。数据处理中，通过采用带磁场约束的远参考技术压制了人文噪声的干扰，显著提升了数据的整体质量。在MT三维正、反演方法上研究了耦合PML吸收边界条件的三维大地电磁二次场有限差分正演模拟，以及考虑电流型畸变的三维联合反演算法。运用改进的三维正、反演算法，通过对两条横跨小江断裂带系统的东西向观测剖面进行三维反演获得了地壳的精细电性结构，并据此提出了一种动力学模型来阐述该断裂带的变形机制及其动力学意义；该项研究尝试通过MT观测将大型断裂带系统上地壳（地表）变形和深部结构及动力学过程有机结合起来，可以为理解大型断裂带系统的变形机制及高原侧向生长机制提供可靠观测依据。通过对青藏高原东南缘MT阵列观测数据进行三维反演建立了青藏高原东南缘及邻区岩石圈的三维电性结构，精细勾画出了研究区中下地壳高导层的分布范围和特征，进一步结合岩石高温高压流变性实验结果验证了该地区存在两条地壳流的推测；结果同时也显示壳内弱物质流没有直接穿过高原的东南边缘进入云南，而是沿丽江-小金河断裂被坚硬的高阻异常体阻挡，转而围绕高阻异常的边缘向西南和东南方向流动。