巴顏喀拉構造帶基底埋深的再認識

巴顏喀拉構造帶基底埋深的再認識

關于巴彥卡拉地球的基本性質有很多的爭論，因此引起了人們的注意。但是對其沉積蓋層厚度（基底埋藏深度），過去的認識似乎頗為一致，多數(shù)學者籠統(tǒng)地認為上萬米的堆積主要是三疊系的復理石沉積。對地體內部基底的起伏變化未給予足夠注意。在國家重點基礎規(guī)劃項目“青藏高原形成、演化及其環(huán)境、資源效應”（973）的資助下，作者對沱沱河-格爾木深地震測深剖面的資料重新分析，并與相鄰的玉樹-共和剖面等3條剖面的研究結果進行了橫向對比，發(fā)現(xiàn)巴顏喀拉地體中、北部的結晶基底頂面相對隆起，與過去的認識不盡一致。沿構造走向追蹤，似乎該相對隆起部分在整個地體內形成一個隆起帶。本文報道其資料證據，并對其構造意義作簡要分析。1構造-構造帶在青藏高原北部的東昆侖造山帶與羌塘地塊之間夾持著一個構造帶（圖1），其北界為阿尼瑪卿-昆侖-木孜塔格縫合帶（圖1,F4），即阿尼瑪卿-博卡雷克塔格斷裂帶中生代以前的地層僅出露于其東部和南部邊緣地帶。Sengor2結構特點的對比本文主要利用沱沱河-格爾木深地震測深剖面的Pg波資料。涉及沱沱河、楚瑪爾和格爾木3幅記錄剖面。該剖面原始資料采集于1983年，由中國地質科學院實驗地震隊完成楚瑪爾炮向兩側的接收距離都不大于160km，所以沒有記錄到莫霍反射震相，但初至波能量強，震相清晰（圖2，上）。楚瑪爾炮點兩側的初至波的性質相當復雜，時距曲線形態(tài)、視速度變化和能量（振幅）衰減等特點表明它不是單一的Pg波。早期的解釋已經注意到楚瑪爾炮點兩側初至波的特殊性，盧德源等實際上楚瑪爾炮點北側的初至波折合走時小是非常明顯的，其最大值也不超過1s，基本在0.1～0.7s之間，正如稍后的正演擬合所證實的，這樣小的折合走時無論如何也無法與10km厚的沉積層匹配。楚瑪爾炮點北側的初至波由P楚瑪爾炮點南側的初至波更復雜些，由近炮點的Pg波（圖2上，用3標記）、P沱沱河炮的初至波形態(tài)與楚瑪爾炮北側的時距曲線相似，開始是視速度較大的反射波（只有2道記錄），緊接視速度小的回折波（Pg）和第一層反射波，可追蹤距離接近100km。格爾木炮的初至波由視速度很低的Pg波和一條可追蹤距離長達160km、振幅基本保持恒定的震相構成。振幅長距離保持一定數(shù)值以及6.15km/s的視速度值意味著射線路徑上的介質速度較高。盧德源等如果暫不論初至波的成分，一個基本的事實是：楚瑪爾炮點初至波折合走時最大值不超過1s，而沱沱河炮和格爾木炮的初至波折合走時最大值明顯都大于1s。由于未見沉積層速度明顯差異，這意味著楚瑪爾附近的沉積層厚度要比其南側的沱沱河地區(qū)和北側的格爾木地區(qū)薄。實際上對初至波進行了細致的區(qū)分后，基本上可以確定速度的橫向變化不是造成初至波走時小的主要原因，初至波提前更多地是受基底相對抬升（意味著上覆的沉積蓋層厚度減?。┑挠绊憽?維速度模型的測試我們的最初模型設沉積層平均速度5.6km/s，結晶基底頂面埋深10km，但計算的走時曲線明顯大于實測值（如圖2中的細實線所示）。接著測試了沉積層厚度10km、速度垂向梯度變化（5.0～6.1km/s）的一維模型，其模型計算走時在炮點以南與實測值接近，但炮點以北明顯偏大（如圖2中“×”所示）。經過多次修改模型、反復計算，最終以一個結晶基底頂面埋深6km左右的二維速度模型（圖2下）與實際觀測資料達到了最佳擬合（圖2上）。模型的理論地震圖如圖2中的波形圖所示，其走時（圖2上的“+”）和振幅特點都與實測資料最近似。4基底層結構-構造-沉積在我們的模型（圖3，剖面1）中，結晶基底頂面埋深明顯小于過去認為的深度。其產狀是南淺北深，平均5km，略顯北傾。其南端似乎向沱沱河盆地超覆，北端潛沒于東昆侖基底之下（限于篇幅，原始記錄和射線追蹤擬合圖沒有給出）。我們的結果得到重力和航磁資料的佐證：在重力異常圖上，巴顏喀拉地體為異常緩變區(qū)，異常值介于-450×10由圖3剖面1的速度等值線分布可見基底之上的沉積層產狀相當平緩，受擾動不大，推測該微北傾的基底隆起代表了一個中生代以前的古陸塊的殘余。實際上沿構造走向可以追蹤它的蹤跡。共和-玉樹剖面。錢輝等金川-唐克支測線?；ㄊ瘝{-簡陽剖面的金川-唐克支測線近南北向布置，與構造走向近于垂直（圖1，剖面3）。在速度等值線剖面圖上（圖3，剖面3），壤口以南，6.0km/s的速度等值線逐漸向地表抬升，在馬爾康—金川一帶很淺在花石峽-簡陽剖面，北段（花石峽-達日）與構造走向斜交，南段基本沿著構造走向但是有彎曲。崔作舟等奔子欄-唐克測線。奔子欄-唐克剖面結合區(qū)域地球物理資料綜合分析后我們認為，巴顏喀拉地體可能存在一個結晶基底相對隆起帶（圖1中的陰影帶）。在沱沱河-格爾木剖面上，上覆的中、新生代沉積層厚度平均5km左右，楚瑪爾炮點以南略厚，至多7km。巨厚（10km或更大）的三疊系沉積僅分布于該隆起帶的南、北兩側（南沿金沙江斷裂，如玉樹；北沿阿尼瑪卿斷裂，如花石峽）。在共和-玉樹剖面上，該隆起可能不太顯著。但是越接近地體的東部邊界龍門山斷裂，基底的抬升越顯著。這從金川-唐克剖面及與其斜交的花石峽-簡陽剖面和黑水-邵陽剖面地段的資料得到證實。該隆起帶的結晶基底速度值沿構造走向有一定的橫向變化，大體上是由西向東速度呈增大趨勢：在楚瑪爾炮點附近僅5.8～6.0km/s，屬于結晶程度不高、發(fā)育不成熟的基底；在地體的東部，速度值達到6.0～6.1km/s，為正常的陸殼基底；共和-玉樹剖面介于兩者之間。