网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

JGR:塔里木盆地-阿尔金山耦合作用的沉积特征与浅部地壳响应——来自短周期接收函数的约束

0
分享至

浅部地壳速度结构记录了沉积层序与厚度变化、断裂几何形态及基底起伏等地质构造特征,是认识区域沉积演化和盆—山耦合变形过程的重要依据。塔里木盆地是发育于塔里木地块之上的大型盆地,自震旦纪以来经历了长期沉积充填和多期构造演化,形成了由前寒武纪基底和显生宙沉积盖层组成的“基底—盖层”结构,其内部还发育断裂带、隆起和坳陷等复杂构造单元。盆地东南缘毗邻阿尔金造山带,是塔里木块体与青藏高原北缘相互作用的关键区域。阿尔金断裂(ATF)和北阿尔金断裂(NAF)分别构成阿尔金山的南、北边界(图1),控制着区域构造变形。已有岩石圈尺度结构研究认为,在印度—欧亚板块碰撞背景下,塔里木盆地可能底冲至青藏高原北缘下方,并成为驱动阿尔金山隆升的主要原因之一(例如,Zhang et al., 2015;Wang et al., 2024;Wu et al., 2024)。然而,受台站覆盖和成像方法限制,对该区域浅部地壳结构仍缺乏有效约束,亟需开展高分辨率结构成像研究,揭示浅部地壳隆升变形与深部构造过程之间的联系。



图1 区域地质背景和地震台站分布。黑色三角表示短周期地震台站;图b黄色数字表示台站编号,红色线条表示断裂的地表位置;ETB:塔里木盆地东部;ATR:阿尔金山;WQB:柴达木盆地西部;ATF:阿尔金断裂;NAF:北阿尔金断裂

近年来,基于单台多频接收函数波形及P波质点运动信息的联合反演方法已广泛应用于宽频带地震台阵数据,并实现了10-15 km以浅地壳S波速度(Vs)结构的高分辨率成像(例如,杨睿豪等,2024; Wang et al., 2022; Li et al., 2024)。然而,相较于宽频带台站,短周期台站数据信噪比低,记录时间短、远震数量有限,该方法是否适用于短周期台阵资料尚缺乏系统评估。

依托第二次青藏高原综合科学考察布设的塔里木—阿尔金—柴达木短周期密集台阵(图1),中国科学院地质与地球物理研究所博士研究生杨睿豪、陈凌研究员、王旭特聘副研、徐涛研究员与新加坡南洋理工大学白一鸣博士、中国地质大学(北京)何登发教授合作,通过合理的数据预处理及相邻台站数据的叠加分析,提高了用于反演的短周期数据质量,并引入蒙特卡洛算法发展了能够有效压制多解性、评估Vs模型不确定度的非线性反演方法。对不同构造单元典型台站的多频接收函数波形和质点运动曲线进行联合反演,获得的Vs结构与构造特征相对应(图2),体现了成像方法的有效性。此外,研究不仅可获得沉积层底界面深度分布,还实现了对界面锐度的定量约束(图2a、图2d)。



图2 两个典型台站的Vs结构反演结果。(a-c)塔里木盆地东部台站;(d-e)阿尔金山区台站。(a, d) Vs反演模型(绿色曲线)及其不确定度(灰色误差棒)。粉色横线代表沉积层底界,粉色阴影区表示其不确定度。借助Vs及其垂向梯度进行划分,两条蓝色虚线之间的深度范围被定义为沉积层底界面厚度(反映界面尖锐程度);(b, e; c, f)多频接收函数波形和质点运动曲线的反演拟合效果。单台数据由相邻2 km范围内台站数据叠加获得

将单台反演结果进行横向对比与联合,研究团队最终构建了沿短周期密集台阵二维高分辨率Vs结构模型(图3)。Vs分布(图3a)、Vs横向扰动(图3b)和垂向梯度剖面(图3c)与地表地质特征高度吻合,进一步表明反演结果合理、可靠。塔里木盆地和柴达木盆地浅部均发育横向连续的低速异常(<2.6 km/s),分别对应平均厚度为~4 km和~3 km的沉积层(图3a、图3b)。相比之下,阿尔金山区浅表低速层明显变薄(图3a),且层内相对高速(图3b)、Vs垂向梯度较高(图3c),对应沉积层厚度不足1 km,甚至局部缺失。此外,盆地内部由沉积层向基底波速呈渐变过渡特征,而阿尔金山区则表现为相对尖锐的速度不连续面(图2a、图2d,图3a、图3b),指示研究区沉积层厚度与其底界面尖锐程度(界面厚度)之间存在反相关关系。



图3 沿地震台阵二维浅部地壳Vs分布(a)、Vs横向扰动(b)和Vs垂向梯度(c)图像。图a中,速度剖面上方显示了塔里木盆地东部地形;黑色三角形表示台站位置,台站编号标注于上方;黑色点划线为反演得到的沉积层底界面深度;青色虚线为2.6 km/s等值线;粉色阴影形态的横向变化反映沉积层底界面厚度的区域差异;图3c中粉色与棕色虚线推测分别对应古新世和晚寒武世沉积底界,二者之间为低Vs梯度层;HVZ:高速带

新的浅部地壳模型揭示塔里木盆地东部具有精细沉积分层结构。新生代以来,阿尔金山的隆升导致大量松散沉积物向塔里木盆地输送,使沉积层顶部表现为低Vs和高Vs梯度特征(图3)。在~1 km深度处,塔东隆起两侧沉积层内部发育低Vs梯度层(图3c),可能对应连续沉积的上寒武统—二叠系地层。该时期研究区的构造活动相对较弱,沉积稳定,地层压实程度高,因而Vs随深度变化小。在接近基底时,Vs梯度再次升高,对应沉积盖层向结晶基底的转变。而塔东隆起下方低Vs梯度层缺失(图3c),则可能记录了局部构造隆升及后期剥蚀对沉积层结构的显著改造。上述结果为重建塔里木盆地东部沉积历史和地质演化提供了新的地震学约束。

受密集裂缝和破碎岩石的影响,活动断裂在地震学成像中通常表现为低速异常。研究获得的Vs结构模型揭示出多条与地表断裂位置对应、延伸至10 km以下的低速窄带(图3a、图3b)。其中,NAF在上地壳向东南倾斜,而ATF则近直立展布,分别符合逆冲和走滑断裂的结构特征。与此同时,塔里木盆地东部沉积填充物向阿尔金山方向逐渐增厚,至山前区域迅速减薄,形成楔形沉积结构(图3a、图3b),可能反映塔里木块体向阿尔金山下方底冲的浅部地壳响应。此外,ATF两侧的高速异常体(图3a、图3b)可能是在底冲所产生的斜向汇聚力作用下,壳幔深部物质沿该断裂向浅部迁移的结果。上述发现从浅部地壳入手,揭示盆—山耦合变形过程,并支持ATF是一条跨地壳尺度的深大断裂。

该研究发展了贝叶斯框架下的浅部地壳Vs结构天然地震成像方法,并成功应用于短周期密集台阵资料,实现了横向公里级、垂向百米级分辨率成像。研究获得了塔里木盆地至青藏高原北缘10 km以浅最新速度结构模型,为认识塔里木盆地东部沉积演化、阿尔金山变形隆升,以及两者之间的构造关联提供了新的地震学约束。这一方法作为连接主动源精细勘探与被动源大尺度成像的重要桥梁,在未来浅部结构探测中将具有广阔的应用前景。

研究成果发表于国际学术期刊JGR-SE(杨睿豪, 陈凌*, 王旭, 白一鸣, 何登发, 徐涛. Sedimentary characteristics and shallow crustal response to the Tarim Basin-Altyn Tagh Range interaction: constraints from short-period receiver functions [J].Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2026,131, 6: e2025JB032180. DOI:10.1029/2025JB032180.)。研究受到国家自然科学基金 (42288201, 42304063)和第二次青藏高原综合科学考察研究项目子专题(STEP, 2019QZKK0701‐02)资助。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
76岁加拿大华侨坦言:如今中国生活水平,相当于加拿大80年代?

76岁加拿大华侨坦言:如今中国生活水平,相当于加拿大80年代?

爱下厨的阿酾
2026-10-28 18:59:19
皇马“自杀式”回应姆巴佩风波,海信天塌了!

皇马“自杀式”回应姆巴佩风波,海信天塌了!

财经三分钟pro
2026-10-28 19:08:46
知名律师:杀害“徽剑”主犯死缓量刑明显偏轻,慎用不等于一味从宽

知名律师:杀害“徽剑”主犯死缓量刑明显偏轻,慎用不等于一味从宽

不掉线电波
2026-10-28 09:28:40
有钱人的想法是摸不透的,你看71岁的周润发,花1.28亿港元买下山顶豪宅,装修好了却一直没住,也没租给别人。

有钱人的想法是摸不透的,你看71岁的周润发,花1.28亿港元买下山顶豪宅,装修好了却一直没住,也没租给别人。

平凡日子生微光
2026-10-26 15:18:30
看完开拓者136-129湖人,不得不承认5个事实,东契奇空砍41分!

看完开拓者136-129湖人,不得不承认5个事实,东契奇空砍41分!

田先生篮球
2026-10-28 14:48:25
队报:皇马拒绝了西甲对姆巴佩事件的帮助;皇马高层想看特瓦斯笑话

队报:皇马拒绝了西甲对姆巴佩事件的帮助;皇马高层想看特瓦斯笑话

懂球帝
2026-10-28 08:58:05
太荒唐了!已婚女子和男网友约会,发生关系后累的睡着,被惊醒后拒绝给男网友钱,女子追悔莫及

太荒唐了!已婚女子和男网友约会,发生关系后累的睡着,被惊醒后拒绝给男网友钱,女子追悔莫及

丫头舫
2026-10-26 15:48:41
人民日报定调!中文主场绝不能丢!在中国,绝不允许英文取代中文

人民日报定调!中文主场绝不能丢!在中国,绝不允许英文取代中文

寒士之言本尊
2026-10-28 20:07:38
哈尔滨29岁女子外出游玩被蜱虫咬伤,在ICU住了28天,目前四肢瘫痪,丈夫称已花费40万元治疗

哈尔滨29岁女子外出游玩被蜱虫咬伤,在ICU住了28天,目前四肢瘫痪,丈夫称已花费40万元治疗

新京报
2026-10-28 14:36:32
皇马球员姆巴佩说了什么,官媒勃然大怒?

皇马球员姆巴佩说了什么,官媒勃然大怒?

芳华青年
2026-10-28 15:06:39
WTT冠军赛!8强对阵出炉,蒯曼惊险,王艺迪零封,王曼昱对手很强

WTT冠军赛!8强对阵出炉,蒯曼惊险,王艺迪零封,王曼昱对手很强

南海浪花
2026-10-29 01:42:37
太缺德了!女生相亲遇见条件优质男生,送上迪奥礼盒,男生感动落泪,评论区“女拳”一句话劝退楼主,网友调侃:差点让你过上好日子了

太缺德了!女生相亲遇见条件优质男生,送上迪奥礼盒,男生感动落泪,评论区“女拳”一句话劝退楼主,网友调侃:差点让你过上好日子了

火山詩话
2026-10-28 07:47:41
新华社消息|中国要求美国立即停止对古巴的封锁和施压

新华社消息|中国要求美国立即停止对古巴的封锁和施压

新华社
2026-10-28 10:07:24
局势升级!美防长宣布反华言论,国防部出手,大批中国机构遭清除

局势升级!美防长宣布反华言论,国防部出手,大批中国机构遭清除

影孖看世界
2026-10-27 21:41:10
皇马官方声明道歉:对中国人民充满尊重,姆巴佩已表达悔意

皇马官方声明道歉:对中国人民充满尊重,姆巴佩已表达悔意

全景体育V
2026-10-28 17:11:47
姆巴佩事件情况升级!央视连下重锤,法国球员将集体迎来噩耗!

姆巴佩事件情况升级!央视连下重锤,法国球员将集体迎来噩耗!

巧妹电影
2026-10-28 19:46:58
改革开放后有三大耻辱,件件都是民族伤疤。1993年、1999年、2001年这三个年份对中国人而言,每个数字背后都是一段屈辱经历

改革开放后有三大耻辱,件件都是民族伤疤。1993年、1999年、2001年这三个年份对中国人而言,每个数字背后都是一段屈辱经历

扶苏聊历史
2026-10-28 15:05:54
法国访谈节目《The Bridge》就姆巴佩事件道歉:视频系今年4月录制的节目花絮;我们对该视频给中国及世界各地的人们造成的冒犯深表遗憾

法国访谈节目《The Bridge》就姆巴佩事件道歉:视频系今年4月录制的节目花絮;我们对该视频给中国及世界各地的人们造成的冒犯深表遗憾

都市快报橙柿互动
2026-10-28 06:55:44
皇马球员姆巴佩说了什么,公众义愤填膺?

皇马球员姆巴佩说了什么,公众义愤填膺?

芳华青年
2026-10-28 20:06:31
卖家称四千元冰柜被退款未退货,实地探访发现买家仍在使用 买家回应:冰柜未达到承诺温度

卖家称四千元冰柜被退款未退货,实地探访发现买家仍在使用 买家回应:冰柜未达到承诺温度

红星新闻
2026-10-28 23:57:19
2026-10-29 03:39:00
中科院地质地球所 incentive-icons
中科院地质地球所
地球科学科普平台
1073文章数 151200关注度
往期回顾 全部

头条要闻

仅退款后冰柜仍插着电在使用 买家回应

头条要闻

仅退款后冰柜仍插着电在使用 买家回应

体育要闻

0胜4负与篮网国王一桌 热火字母哥赌错了?

娱乐要闻

巾帼不让须眉!章子怡拿下重磅荣誉

财经要闻

iPhone Duo七年等来一场吐槽大会

科技要闻

宇树科技前三季净利暴增270%

汽车要闻

首销期权益价23.98万起 2026款理想i6上市

态度原创

时尚
家居
房产
游戏
手机

10位顶流男明星比惨,给我惹哭了

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

房产要闻

重新定义城芯院墅生活!33席印德华府,看见湾区墅居的时代答案

盖世小鸡推出《GTA6》配色手柄 但疑似没有联动

手机要闻

华为Pura90 Plus、畅享100系列发布!多款新品亮相

无障碍浏览 进入关怀版