喜马拉雅东构造结及周边岩石圈变形特征∗

常利军 王椿镛 丁志峰（中国地震局地球物理研究所，北京 100081）

喜马拉雅东构造结及周边岩石圈变形特征∗

常利军 王椿镛 丁志峰
（中国地震局地球物理研究所，北京 100081）

∗基金项目：国家自然科学基金项目（41474088, 41274063）资助。

喜马拉雅造山带是印度板块与欧亚板块相碰撞的结果，由于陆-陆碰撞导致的喜马拉雅崛起过程已为许多学者所关注。喜马拉雅东构造结位于喜马拉雅造山带东侧，处于印度板块、缅甸板块和青藏块体的陆-陆碰撞的核心部位，是青藏高原东南缘地形变化最剧烈、构造最复杂的地区，这里曾经在1950年发生察隅MS8.6级大地震，是开展地球动力学研究的天然实验室。本文利用128个地震台站分析的横波分裂结果表征的地幔变形场与～3000个GPS和断裂第四纪滑动速率数据得到的地表变形场数据联合分析了东构造岩石圈变形特征。

横波分裂的快波方向与地幔橄榄岩有限应变引起的晶格优势取向（LPO）密切相关。快波方向趋向平行橄榄岩晶格的a轴。实验室研究显示，在缺少部分熔融或富含水的情况下，对于A-型的LPO，在简单剪切变形中，橄榄岩的a轴平行于有限应变的最大剪切方向；在纯剪切变形中，A-型橄榄岩的a轴平行于有限应变的拉张方向。由于简单剪切下，地表瞬时最大剪切方向与有限应变最大剪切方向平行；纯剪切下，地表瞬时最大剪切方向与有限应变最大伸展平行，与有限应变对应的快波方向将平行于地表应变瞬时最大剪切（伸展）方向。因此，在获得地表瞬时连续应变率场的情况下，可以在每个观测点计算最大剪切（伸展）方向，然后与观测的快波方向作比较。

根据岩石圈变形模式方法，利用地表连续变形场预测了每个观测点分别称为左旋简单剪切、右旋简单剪切和纯剪切的φssl，φssr和φps。并引入去除外部刚体旋转分量的运动学涡度来确定每个测点的岩石圈变形类型。图1(略)显示了预测的快波方向φc和测量的快波方向φ之间的比较。东构造结内部测量的快波方向基本为NE-SW方向，其周边的快波方向围绕东构造结呈现出顺时针旋转的趋势。比较预测的快波方向φc和测量的快波方向φ（图略），在30°N以北的高原内部，φ可以被 φc=φssl成功地预测；在26°N和28°N之间的大部分测点，φ可以被 φc=φssr成功地预测；在28°N和30°N之间的区域，表现出复杂的变形特征，大部分测点表现为纯剪切变形，部分测点表现为左旋简单剪切变形和右旋简单剪切变形，其中在94°E和96°E之间的南迦巴瓦地区，φ不能被φc=φps或φc=φssl成功地预测，它们之间的平均角度差为60.8°。总体上，在构造结周边存在两个过度变形带：在30°N附近由左旋简单剪切变形到纯剪切变形；在28°N附近由纯剪切变形到右旋简单剪切变形。

位于金沙江缝合带和班公-怒江缝合带附近的快波方向平行于缝合带，在北部W*k～1，中部W*k～0，南部W*k～-1，很好地对应了北部高原内部受到左旋走滑断裂的影响和南部云南地区受右旋走滑断裂的影响，中部则受到东西挤压和南北拉伸作用导致的纯剪切拉伸变形。去除南迦巴瓦地区的测点，在东构造结周边，预测的和测量的快波方向之间的平均角度差减小到11.7°，表明该东构造结周边岩石圈变形为垂直连贯变形，且地表构造走向、地表运动速度场和快波方向表现出的一致性进一步说明该区域岩石圈变形属于壳幔耦合机制。然而，在东构造结的南迦巴瓦地区，快波方向的预测值和测量值之间的角度差平均值为60.8°，且表现出与周边不同的各向异性特征，不符合垂直连贯变形模式，这种复杂变形特征很可能是由于印度板块的俯冲引起的。