喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)及周邊巖石圈變形特征?

常利軍 王椿鏞 丁志峰（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)及周邊巖石圈變形特征?

常利軍 王椿鏞 丁志峰
（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

?基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41474088, 41274063）資助。

喜馬拉雅造山帶是印度板塊與歐亞板塊相碰撞的結(jié)果，由于陸-陸碰撞導(dǎo)致的喜馬拉雅崛起過程已為許多學(xué)者所關(guān)注。喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)位于喜馬拉雅造山帶東側(cè)，處于印度板塊、緬甸板塊和青藏塊體的陸-陸碰撞的核心部位，是青藏高原東南緣地形變化最劇烈、構(gòu)造最復(fù)雜的地區(qū)，這里曾經(jīng)在1950年發(fā)生察隅MS8.6級大地震，是開展地球動力學(xué)研究的天然實(shí)驗(yàn)室。本文利用128個(gè)地震臺站分析的橫波分裂結(jié)果表征的地幔變形場與～3000個(gè)GPS和斷裂第四紀(jì)滑動速率數(shù)據(jù)得到的地表變形場數(shù)據(jù)聯(lián)合分析了東構(gòu)造巖石圈變形特征。

橫波分裂的快波方向與地幔橄欖巖有限應(yīng)變引起的晶格優(yōu)勢取向（LPO）密切相關(guān)?？觳ǚ较蜈呄蚱叫虚蠙鞄r晶格的a軸。實(shí)驗(yàn)室研究顯示，在缺少部分熔融或富含水的情況下，對于A-型的LPO，在簡單剪切變形中，橄欖巖的a軸平行于有限應(yīng)變的最大剪切方向；在純剪切變形中，A-型橄欖巖的a軸平行于有限應(yīng)變的拉張方向。由于簡單剪切下，地表瞬時(shí)最大剪切方向與有限應(yīng)變最大剪切方向平行；純剪切下，地表瞬時(shí)最大剪切方向與有限應(yīng)變最大伸展平行，與有限應(yīng)變對應(yīng)的快波方向?qū)⑵叫杏诘乇響?yīng)變瞬時(shí)最大剪切（伸展）方向。因此，在獲得地表瞬時(shí)連續(xù)應(yīng)變率場的情況下，可以在每個(gè)觀測點(diǎn)計(jì)算最大剪切（伸展）方向，然后與觀測的快波方向作比較。

根據(jù)巖石圈變形模式方法，利用地表連續(xù)變形場預(yù)測了每個(gè)觀測點(diǎn)分別稱為左旋簡單剪切、右旋簡單剪切和純剪切的φssl，φssr和φps。并引入去除外部剛體旋轉(zhuǎn)分量的運(yùn)動學(xué)渦度來確定每個(gè)測點(diǎn)的巖石圈變形類型。圖1(略)顯示了預(yù)測的快波方向φc和測量的快波方向φ之間的比較。東構(gòu)造結(jié)內(nèi)部測量的快波方向基本為NE-SW方向，其周邊的快波方向圍繞東構(gòu)造結(jié)呈現(xiàn)出順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢。比較預(yù)測的快波方向φc和測量的快波方向φ（圖略），在30°N以北的高原內(nèi)部，φ可以被 φc=φssl成功地預(yù)測；在26°N和28°N之間的大部分測點(diǎn)，φ可以被 φc=φssr成功地預(yù)測；在28°N和30°N之間的區(qū)域，表現(xiàn)出復(fù)雜的變形特征，大部分測點(diǎn)表現(xiàn)為純剪切變形，部分測點(diǎn)表現(xiàn)為左旋簡單剪切變形和右旋簡單剪切變形，其中在94°E和96°E之間的南迦巴瓦地區(qū)，φ不能被φc=φps或φc=φssl成功地預(yù)測，它們之間的平均角度差為60.8°?？傮w上，在構(gòu)造結(jié)周邊存在兩個(gè)過度變形帶：在30°N附近由左旋簡單剪切變形到純剪切變形；在28°N附近由純剪切變形到右旋簡單剪切變形。

位于金沙江縫合帶和班公-怒江縫合帶附近的快波方向平行于縫合帶，在北部W*k～1，中部W*k～0，南部W*k～-1，很好地對應(yīng)了北部高原內(nèi)部受到左旋走滑斷裂的影響和南部云南地區(qū)受右旋走滑斷裂的影響，中部則受到東西擠壓和南北拉伸作用導(dǎo)致的純剪切拉伸變形。去除南迦巴瓦地區(qū)的測點(diǎn)，在東構(gòu)造結(jié)周邊，預(yù)測的和測量的快波方向之間的平均角度差減小到11.7°，表明該東構(gòu)造結(jié)周邊巖石圈變形為垂直連貫變形，且地表構(gòu)造走向、地表運(yùn)動速度場和快波方向表現(xiàn)出的一致性進(jìn)一步說明該區(qū)域巖石圈變形屬于殼幔耦合機(jī)制。然而，在東構(gòu)造結(jié)的南迦巴瓦地區(qū)，快波方向的預(yù)測值和測量值之間的角度差平均值為60.8°，且表現(xiàn)出與周邊不同的各向異性特征，不符合垂直連貫變形模式，這種復(fù)雜變形特征很可能是由于印度板塊的俯沖引起的。