印度欧亚板块碰撞带的地壳结构

　　自渐新世以来，印度和欧亚大陆之间不断发生的碰撞形成地球上最大的海洋内部的褶皱和逆冲构造带，即喜马拉雅西藏造山带。
　　喜马拉雅西藏造山带规模巨大，至今仍然活跃，是研究碰撞过程的天然实验室。要了解青藏高原的发展，需要了解西藏和印度板块下的地壳结构。尽管现在大陆与大陆的碰撞已被公认为是造成喜马拉雅山脉和青藏高原隆起的原因，但关于碰撞如何发生的细节，以及青藏高原岩石圈的结构特征，仍然存在争议。
　　1。地质特征
　　基于岩石圈过渡带的地壳变形历史，并结合其他地质、地球物理和GPS等多方面资料，印度欧亚大陆碰撞作用历史可划分为三个阶段：
　　（1）6048Ma，印度大陆岩石圈向北俯冲；（2）4825Ma，印度欧亚大陆碰撞；（3）约25Ma开始，印度大陆岩石圈再次向北、向东俯冲。
　　青藏高原及其周边地区区域构造图
　　（董猛猛等，2022）
　　印度欧亚板块主碰撞带由南向北包括北喜马拉雅构造带、雅江缝合带和北侧的拉萨地体。其中，北喜马拉雅地体主要由东西向分布的北喜马拉雅片麻岩穹窿带和特提斯喜马拉雅沉积构造带组成。北喜马拉雅穹窿带也被称为北喜马拉雅花岗岩片麻岩穹窿带，地表呈串珠状分布。主碰撞带区域北侧的拉萨地体位于青藏高原最南缘，主要由南拉萨、中拉萨和北拉萨3个小构造块体组成（郭晓玉等，2023）。
　　印度欧亚板块主碰撞带区域中部地质简图
　　（郭晓玉等，2023）
　　印度欧亚板块碰撞带的地形图
　　（Gilliganetal。，2018）
　　显示用来确定基模群速度弥散的主要地质地形、断层和地震台站的位置。IYS，IndusYalong缝合带；BNS，BangongNujiang缝合带；JS，金沙江缝合带；TH，古地中海的喜马拉雅山脉；LB，拉萨地块；QT，羌塘岩层；SGT，SongpanGanze岩层；QB，柴达木盆地；TB，塔里木盆地；GB，Ganga盆地；DVP，Deccan火山省；DC，Dharwar克拉通；SCSingbhum克拉通；AC，Aravalli克拉通；KUF昆仑断裂；KAF，Karakorum断裂；ATF，AltynTagh断裂；MBT，主要边界逆断层；MCT，主要中央逆断层；MHT，主要喜马拉雅逆断层
　　2。基模瑞利波群速度在印度欧亚板块碰撞带的变化
　　瑞利波是一种常见的界面弹性波，是沿半无限弹性介质自由表面传播的偏振波。用于构建基模瑞雷波群速度图的数据来自于中亚和南亚各地部署的永久和临时宽带地震站。下图为几个代表性时期的层析群速度图。
　　柴达木，Katawaz，Ganga和AfghanTajik盆地及印度缅甸褶皱带都在短期内显示出低群波速。喜马拉雅前陆盆地沉积物堆积的低群速在印度中北部最宽，向西变窄，直到与古三角洲的古三角洲卡塔瓦兹盆地的低群速区域合并。孟加拉盆地和扇的低群速度模式表明扇的沉积物厚度必须逐渐向南变薄。印度东北部的低群速反映了纳迦褶皱与逆冲带下较厚的沉积物和较深的莫霍构造。印度的克拉通带在较长时间内（40秒）显示出较高的群速度。西藏短周期群速度比印度盾慢，但比厚沉积物堆积地区高。
　　基模瑞利波群570秒速度图误差大于0。5kms1的区域为灰色阴影
　　（Gilliganetal。，2018）
　　3。印度欧亚板块碰撞带剪切波速结构
　　在沉积盆地（如塔里木盆地、恰当木盆地、孟加拉盆地和恒河盆地），剪切速度最低。在2040公里深处，在整个西藏和帕米尔有一个普遍的低速层（3。4kms1）。印度欧亚碰撞带的莫霍深度差异很大，印度南部地壳厚度为4050公里，南印度地盾下3040公里，喜马拉雅山脉下5060公里，西藏地下6590公里。
　　由基模瑞雷波群速度数据反演得到的剪切速度与深度剖面
　　（Gilliganetal。，2018）
　　在中、东部的喜马拉雅山脉和拉萨地体的南部，地幔最上层的速度相对较快，尽管不如在西藏西部观测到的速度快。这些观测结果可能意味着，印度岩石圈地幔物质只存在于BNG以南的西藏东部之下，或者自碰撞以来在北部发生了剧烈的变化。
　　4。低速层可能的原因
　　青藏高原和帕米尔高原下的中地壳（约2050km）表现出强烈的径向各向异性，整个区域内都存在着VshVsv。在低速层速度最低的区域，径向各向异性最强。我们发现西藏西部各向异性最强，虽然我们的研究发现各向异性更强，但我们在西藏东北部观察到相对强的各向异性，而在他们的研究中各向异性较低或不存在。
　　（a）30公里深度的径向各向异性图和（bd）青藏高原的横断面
　　（Gilliganetal。，2018）
　　5。小结
　　（1）莫霍速度的变化，加上整个西藏西部上地幔剪切速度的升高，表明整个西藏西部可能存在印度岩石圈，而西藏东部大部分地区的情况可能并非如此。
　　（2）印度河藏布缝以北的整个青藏高原约2040公里深处的中地壳的速度在下降。西藏中西部的羌塘地体和东北部的松潘甘孜地体厚度最大，速度下降幅度最大。根据对西藏西部最上层地幔的快速剪切速度的观测，该地区的低速似乎不太可能是软流圈加热的产物。高径向各向异性区与大速度衰减区之间的对应关系表明各向异性在该地区的低速层发育中可能起着更为重要的作用。西藏普遍存在的低速层支持了变形很可能是由于地壳中部的流动造成的这一观点。
　　转自世界地球之旅柳晨李江海。