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李鑫等-JGR:银川-吉兰泰裂谷系统深部电性结构与熔/流体举止

发布日期:2022-03-24 16:26    点击次数:84

大陆裂谷是大陆岩石圈局部伸展造成的狭长构造带,以中心凹下、两翼隆升、地壳减薄为特征,常伴有地震、火山和岩浆作用等景观,同期赋存着丰富的油气及热液-沉积型矿产资源。我国华北地区在重生代阅历了横蛮、平素的陆内伸展作用,造成了环绕健硕鄂尔多斯地块的一系列大型陆内裂谷盆地。当今人们大量以为这些裂谷的造成与太平洋板块俯冲和(或)印度-欧亚板块碰撞的远场效应密切洽商,但对何者在其中起到了主导作用偏激具体的作用形态仍存在较大争议。此外,由于穷乏重生代火山岩露头,当今尚不明晰在裂谷深部是否正在发生地幔上涌和岩石圈部分熔融。

针对上述问题,中国科学院地质与地球物理征询所岩石圈演化要点执行室壳幔结构探伤团队对鄂尔多斯西北缘的银川-吉兰泰裂谷开展了地面电磁测深成像征询(图1)。地面电磁测深(MT)是一种诳骗自然平面电磁波探伤壳幔电性结构的被迫源地球物理步调。由于岩石电导率对温度、熔流体含量变化明锐,该步调被平素应用于敛迹岩石圈热结构和熔/流体举止。

图1 征询区域构造配景及MT剖面位置

他们的成像汗漫走漏,裂谷下方的电性结构与地表地质特征有较好的对应性(图2)。在上地壳(40 km)的大限制低阻颠倒(宽约400 km)可能与流体打法地幔的部分熔融相关,反馈了岩石圈地幔被纠正/破裂的限制。

值得风雅的是,该熔融区域不仅局限于裂谷下方,而是横向蔓延至两侧鄂尔多斯和阿拉善地块里面。由于晚重生代以来该裂谷的伸展速率较小(

图2 (a) 地质简图及宽频带MT台站位置;(b) MT剖面下方电阻率结构

通过进一步对比鄂尔多斯地块东、西两侧(山西裂谷南段与银川-吉兰泰裂谷)岩石圈电性结构(图3c、图3d),发现二者存在显耀各异。相较于银川-吉兰泰裂谷下方发育的大限制、散布式的岩石圈地幔熔融,山西裂谷南段的熔融区域主要局限在裂谷盆地下方的忐忑空间内。这种深部结构各异与二者的地表特征(裂谷宽度、剪切/伸展变形强度及散布限制)相吻合(图3a、图3b)。攀附地质信息,他们猜度上述裂谷形态上的各异主要与岩石圈运转强度及印度-欧亚板块碰撞汉典效应强度(由西向东渐渐放松)的横向变化相关(图4)。

图3 (a) 相关于健硕鄂尔多斯地块的GPS速率场(红色箭头);(b) 垂直(蓝色方块)和平行(红色方块)于裂谷内正断裂走向的GPS速率剖面;(c)银川-吉兰泰裂谷深部电性结构(剖面位置见图a中绿色虚线AB);(d) 山西裂谷南段深部电性结构(剖面位置见图a中绿色虚线CD)。GPS数据索求自Wang & Shen (2020),山西裂谷MT剖面索求自Yin et al.(2017)

图4 电性结构评释及重生代裂谷能源学配景默示图。地表红色和黄色箭头永别清楚剪切和伸展强度及标的;蓝色箭头和椭圆清楚沿伸展正断层高涨并在中下地壳汇注的幔源头体;红色椭圆清楚下地壳部分熔融及幔源底侵基性岩浆;红色圆点清楚上地幔部分熔融

征询效果近期发表于海外学术期刊JGR-Solid Earth(李鑫*,陈赟*,田小波,刘绍卓. Magnetotelluric evidence for distributed lithospheric modification beneath the Yinchuan Jilantai rift system and its implications for Late Cenozoic rifting in western North China[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2022: e2021JB022585. DOI: 10.1029/2021JB022585)。该项征询受中科院先导专项(XDB18000000)、国度要点研发计较(2016YFC0600402)、国度当然科学基金(42004063)等神志集结伙助。

美编:陈菲菲

校对:万鹏



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