在1月18日科技部舉行新聞發布會公布的2010年度“中國科學十大進展”中,中國科學院地質與地球物理研究所對青藏高原東部兩條地殼物質流的研究入選。
為進一步擴大2010年我國基礎研究工作的影響,讓全社會了解、支持和參與我國基礎研究工作,科技部基礎研究管理中心會同《科技導報》雜志社、《中國科學院院刊》編輯部、《中國科學基金》編輯部和《中國基礎科學》編輯部,共同開展了2010年度“中國基礎研究十大新聞”評選活動。為了讓公眾更加容易理解此項活動的內容和意義,此項活動更名為“中國科學十大進展”。
地質地球究所青藏高原研究室深部物理場與動力學學科組白登海研究員等人在國家自然科學基金的持續支持下,在東喜馬拉雅構造結及周圍地區實施了連續六年的大地電磁觀測,獲得了青藏高原東部巖石圈電性結構的初步認識。觀測結果發現,在青藏高原存在兩條巨大的中下地殼低阻異常帶,通過理論計算認為是兩條中下地殼的弱物質流:一條從拉薩地塊沿雅魯藏布縫合帶向東延伸,環繞東喜馬拉雅構造結向南轉折,最后通過騰沖火山;另一條從羌塘地體沿金沙江斷裂帶、鮮水河斷裂帶向東延伸,在四川盆地西緣轉向南,最后通過小江斷裂和紅河斷裂之間的川滇菱形塊體。結合地面地質構造以及GPS觀測成果,他們提出了該區巖石圈“雙地殼流+邊界剪切”變形的新模式。該模型認為,青藏高原深部以兩個中下地殼弱物質流的快速塑性變形為主,上地殼則以南北兩個邊界斷層(異常體的邊界,即雅魯藏布縫合帶和金沙江-鮮水河斷裂帶)的塊體走滑變形為主。
該項成果的意義在于:把淺層剛性塊體的滑移與深層的塑性流變兩種變形機制有機的統一起來,二者分別反映了不同深度的變形方式的主導性。這種統一是以觀測資料為基礎,既承認地面地質觀測的斷層走滑的作用,同時以深部物質流動的方式回答了GPS觀測所提出的問題:即青藏高原東部地面向東的位移有限,不足以消耗高原縮短所產生的剩余物質;青藏高原中下地殼流主要集中在南北兩條帶內,而不是以前所認為的普遍存在于高原中部。這一點對解釋為什么青藏高原及中國西南地區的構造活動(如地震活動和成礦作用等)具有明顯的條帶性提供了一條新的思路;為今后理論模型的研究提供了一種空間構造形態和物性狀態的依據。
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