在板塊俯沖過(guò)程中，巖石圈進(jìn)入地幔會(huì)引起其自身及周?chē)貧ず偷蒯Ｎ镔|(zhì)發(fā)生顯著變形。揭示俯沖帶中地殼與地幔的變形模式，對(duì)理解板塊俯沖動(dòng)力學(xué)及其構(gòu)造演化具有重要意義。緬甸位于印度板塊與歐亞板塊匯聚邊界的東緣，地震定位與層析成像結(jié)果清晰顯示了該區(qū)域下方東傾俯沖的印度板塊，使該地區(qū)成為研究俯沖帶殼幔變形與動(dòng)力學(xué)機(jī)制的理想場(chǎng)所。

    緬甸自西向東可分為四個(gè)主要構(gòu)造單元（圖1）：印緬山脈（為由印度板塊俯沖形成的增生楔），西緬甸地體（以中央盆地為主體，分布一系列中新世至第四紀(jì)火山），抹谷變質(zhì)帶（主要由高級(jí)變質(zhì)巖和花崗巖構(gòu)成），以及撣邦高原（位于最東側(cè)，屬撣泰地體一部分，發(fā)育大量右旋和左旋走滑斷層）。GPS觀測(cè)表明，印度板塊相對(duì)于撣邦高原沿NNE方向以約38 mm/yr的速率與歐亞板塊發(fā)生斜向匯聚，是控制該區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造活動(dòng)與變形的主要因素。

圖1 緬甸地區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)圖。黃色和綠色三角表示地震臺(tái)站。紫色虛線表示俯沖板片上界面深度。紅色鋸齒線、藍(lán)色和黑色實(shí)線分別表示逆斷層、右旋和左旋走滑斷層

    中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所行星科學(xué)與前沿技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室地球-行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與過(guò)程學(xué)科組繼2018年2月完成第一期緬甸造山帶中緬地球物理合作流動(dòng)地震臺(tái)陣觀測(cè)（CMGSMO）后，學(xué)科組于2018年底起在該區(qū)域南部布設(shè)第二期流動(dòng)地震觀測(cè)臺(tái)陣（臺(tái)站分布見(jiàn)圖1），進(jìn)行了近兩年的觀測(cè)，獲取了豐富的地震資料。學(xué)科組博士后范恩博與導(dǎo)師艾印雙研究員、姜明明副研究員，以及美國(guó)密蘇里科技大學(xué)Stephen S. Gao教授等合作，基于緬甸二期數(shù)據(jù)開(kāi)展了以XKS震相剪切波分裂分析為主的研究，輔以各向異性深度估計(jì)和印緬山脈地區(qū)地殼各向異性計(jì)算，獲得了研究區(qū)地震各向異性的空間分布特征，有效約束了緬甸復(fù)雜雙俯沖及板片撕裂結(jié)構(gòu)下的地殼與地幔變形機(jī)制及俯沖動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

    研究從80個(gè)臺(tái)站數(shù)據(jù)共獲得了731個(gè)高質(zhì)量的剪切波分裂結(jié)果，在印緬山脈、中央盆地、抹谷變質(zhì)帶及撣泰地體西側(cè)，快波方向大多與俯沖板片走向一致。而在研究區(qū)東側(cè)臺(tái)站，北緯19.5°以北自西向東呈現(xiàn)快波方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逐漸趨于與俯沖板片走向垂直；19.5°以南則出現(xiàn)急劇的大角度偏轉(zhuǎn)（圖2）。結(jié)果最顯著的特征之一為印緬山脈地區(qū)觀測(cè)到異常大的分裂時(shí)間（圖2），該異常未延續(xù)至印緬山脈南段，反映該區(qū)域下方各向異性存在明顯的南北差異。地殼各向異性結(jié)果顯示，印緬山脈北部地殼快波方向與山脈走向平行，而南部則與之垂直（圖2）。

圖2 （a）投影到射線穿透點(diǎn)位置的剪切波分裂結(jié)果。藍(lán)色粗短棒表示地殼各向異性結(jié)果。（b）空間平均后的剪切波分裂時(shí)間

    研究表明，印緬山脈遠(yuǎn)震剪切波分裂時(shí)間的空間差異主要源于地殼各向異性的南北變化：北部地殼快波方向受地質(zhì)構(gòu)造控制，與山脈走向一致；南部則主要受應(yīng)力場(chǎng)控制，與山脈走向垂直。自西緬甸地體至撣泰地體，各向異性主要來(lái)源由俯沖板片下方逐漸過(guò)渡至上方（圖3）。撣泰地體自西向東快波方向的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)可歸因于三類(lèi)機(jī)制共同作用：板片俯沖引發(fā)的角流、絕對(duì)板塊運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的地幔流動(dòng)，以及撣泰地體下方殘留俯沖板片的存在。該殘留板片在50-125 km深度可能為地幔流動(dòng)提供通道（圖3）。此外，在印緬山脈和西緬甸地體北緯21°附近未發(fā)現(xiàn)快波方向異常，表明該處板片撕裂未引發(fā)大規(guī)模地幔流動(dòng)。新的各向異性觀測(cè)結(jié)果銜接了青藏高原東南緣與中南半島的已有研究成果，對(duì)認(rèn)識(shí)整個(gè)區(qū)域的深部地幔流動(dòng)與地球動(dòng)力學(xué)過(guò)程具有重要意義（圖4）。

?圖3 緬甸下方地幔流動(dòng)模式示意圖

?

?圖4 臺(tái)站平均的剪切波分裂結(jié)果

轉(zhuǎn)自：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1843305196499920051