巴顏喀拉構(gòu)造帶基底埋深的再認(rèn)識(shí)

巴顏喀拉構(gòu)造帶基底埋深的再認(rèn)識(shí)

關(guān)于巴彥卡拉地球的基本性質(zhì)有很多的爭(zhēng)論，因此引起了人們的注意。但是對(duì)其沉積蓋層厚度（基底埋藏深度），過(guò)去的認(rèn)識(shí)似乎頗為一致，多數(shù)學(xué)者籠統(tǒng)地認(rèn)為上萬(wàn)米的堆積主要是三疊系的復(fù)理石沉積。對(duì)地體內(nèi)部基底的起伏變化未給予足夠注意。在國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)規(guī)劃項(xiàng)目“青藏高原形成、演化及其環(huán)境、資源效應(yīng)”（973）的資助下，作者對(duì)沱沱河-格爾木深地震測(cè)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(jié)果進(jìn)行了橫向?qū)Ρ?，發(fā)現(xiàn)巴顏喀拉地體中、北部的結(jié)晶基底頂面相對(duì)隆起，與過(guò)去的認(rèn)識(shí)不盡一致。沿構(gòu)造走向追蹤，似乎該相對(duì)隆起部分在整個(gè)地體內(nèi)形成一個(gè)隆起帶。本文報(bào)道其資料證據(jù)，并對(duì)其構(gòu)造意義作簡(jiǎn)要分析。1構(gòu)造-構(gòu)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(gè)構(gòu)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)的對(duì)比本文主要利用沱沱河-格爾木深地震測(cè)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(guó)地質(zhì)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)地震隊(duì)完成楚瑪爾炮向兩側(cè)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(qiáng)，震相清晰（圖2，上）。楚瑪爾炮點(diǎn)兩側(cè)的初至波的性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜，時(shí)距曲線形態(tài)、視速度變化和能量（振幅）衰減等特點(diǎn)表明它不是單一的Pg波。早期的解釋已經(jīng)注意到楚瑪爾炮點(diǎn)兩側(cè)初至波的特殊性，盧德源等實(shí)際上楚瑪爾炮點(diǎn)北側(cè)的初至波折合走時(shí)小是非常明顯的，其最大值也不超過(guò)1s，基本在0.1～0.7s之間，正如稍后的正演擬合所證實(shí)的，這樣小的折合走時(shí)無(wú)論如何也無(wú)法與10km厚的沉積層匹配。楚瑪爾炮點(diǎn)北側(cè)的初至波由P楚瑪爾炮點(diǎn)南側(cè)的初至波更復(fù)雜些，由近炮點(diǎn)的Pg波（圖2上，用3標(biāo)記）、P沱沱河炮的初至波形態(tài)與楚瑪爾炮北側(cè)的時(shí)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(zhǎng)達(dá)160km、振幅基本保持恒定的震相構(gòu)成。振幅長(zhǎng)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(zhì)速度較高。盧德源等如果暫不論初至波的成分，一個(gè)基本的事實(shí)是：楚瑪爾炮點(diǎn)初至波折合走時(shí)最大值不超過(guò)1s，而沱沱河炮和格爾木炮的初至波折合走時(shí)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(cè)的沱沱河地區(qū)和北側(cè)的格爾木地區(qū)薄。實(shí)際上對(duì)初至波進(jìn)行了細(xì)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(shí)小的主要原因，初至波提前更多地是受基底相對(duì)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(cè)試我們的最初模型設(shè)沉積層平均速度5.6km/s，結(jié)晶基底頂面埋深10km，但計(jì)算的走時(shí)曲線明顯大于實(shí)測(cè)值（如圖2中的細(xì)實(shí)線所示）。接著測(cè)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(jì)算走時(shí)在炮點(diǎn)以南與實(shí)測(cè)值接近，但炮點(diǎn)以北明顯偏大（如圖2中“×”所示）。經(jīng)過(guò)多次修改模型、反復(fù)計(jì)算，最終以一個(gè)結(jié)晶基底頂面埋深6km左右的二維速度模型（圖2下）與實(shí)際觀測(cè)資料達(dá)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(shí)（圖2上的“+”）和振幅特點(diǎn)都與實(shí)測(cè)資料最近似。4基底層結(jié)構(gòu)-構(gòu)造-沉積在我們的模型（圖3，剖面1）中，結(jié)晶基底頂面埋深明顯小于過(guò)去認(rèn)為的深度。其產(chǎn)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(jié)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(chǎn)狀相當(dāng)平緩，受擾動(dòng)不大，推測(cè)該微北傾的基底隆起代表了一個(gè)中生代以前的古陸塊的殘余。實(shí)際上沿構(gòu)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(cè)線。花石峽-簡(jiǎn)陽(yáng)剖面的金川-唐克支測(cè)線近南北向布置，與構(gòu)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(jiǎn)陽(yáng)剖面，北段（花石峽-達(dá)日）與構(gòu)造走向斜交，南段基本沿著構(gòu)造走向但是有彎曲。崔作舟等奔子欄-唐克測(cè)線。奔子欄-唐克剖面結(jié)合區(qū)域地球物理資料綜合分析后我們認(rèn)為，巴顏喀拉地體可能存在一個(gè)結(jié)晶基底相對(duì)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(diǎn)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(cè)（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(jiǎn)陽(yáng)剖面和黑水-邵陽(yáng)剖面地段的資料得到證實(shí)。該隆起帶的結(jié)晶基底速度值沿構(gòu)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(shì)：在楚瑪爾炮點(diǎn)附近僅5.8～6.0km/s，屬于結(jié)晶程度不高、發(fā)育不成熟的基底；在地體的東部，速度值達(dá)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。