四川盆地位于青藏高原东缘,新生代以来其周缘经历了不同程度的隆升与构造变形。深部结构是认识地表构造变形的关键因素之一。本研究共计使用516个固定及流动台站,包括最新布设在四川盆地内部的25个流动台。这些高密度台站分布将有效提高研究区的成像分辨率。
本研究采用远震体波层析成像方法研究四川盆地及青藏高原东缘精细速度结构及动力学特征。成像结果显示,四川盆地及东部的高速异常体表现出向东倾斜特征,从150 km延伸至约400 km。我们推测,向东倾斜的高速异常可能代表了扬子块体俯冲至华夏块体下方的痕迹。结合该地区构造及地球物理学证据,推测俯冲位置可能向北西向传递。高速异常开始倾斜的位置很好地对应了一条向东倾斜的地震条带,预示着在青藏高原向东挤压应力的作用下,俯冲可能在新生代被轻微激活。在青藏高原东缘上地幔中观察到一向西倾斜的高速异常。其位置与地表的贡嘎山相对应,贡嘎山位置存在中新世花岗岩侵位,推测该高速体为岩石圈拆沉。拆沉的发生可能促进了青藏高原物质挤出并加速了鲜水河断裂带形成。
图1 0.5°×0.5°网格下P波速度结果
图2 P波速度模型纵剖面
图3 研究区内三维速度结构及动力学模型
前人在四川盆地及青藏高原东缘开展过一系列层析成像研究,但不同的结果差异较大,限制了我们对深部动力学过程的认识。本研究利用高密度台站分布,首次揭示了青藏高原东缘岩石圈的局部拆沉,以及扬子块体的俯冲现象。这些全新的结果为认识青藏高原东部地区的动力学过程提供了新的地球物理学依据。
本研究成果发表于Tectonics。研究受国家自然科学基金面上项目(41774102,41374097)资助。引用格式:Wang, W., Wu, J., & Hammond, J. O. S., 2021. Mantle dynamics beneath the Sichuan Basin and eastern Tibet from teleseismic tomography. Tectonics, 40, e2020TC006319.https://doi.org/10.1029/2020TC006319.