中国科大噪声成像研究揭示长江中下游成矿带深部动力学背景

科技工作者之家 2019-09-20

长江中下游成矿带位于中下扬子板块北缘,沿长江断裂附近分布。目前在该地区已发现200余处矿床点,主要集中于七个矿集区,从西至东分别是:鄂东南、九瑞、安庆-贵池、庐枞、铜陵、宁芜和宁镇。高分辨三维横波速度结构可为该地区成岩成矿机制、矿藏预测和地球动力学过程等研究提供参考模型。

中国科学技术大学地球和空间科学学院地震与地球内部物理实验室姚华建教授团队利用长江中下游成矿带及其周边107个固定台和82个流动台的连续背景噪声数据(图1),给出了长江中下游成矿带及其周边地区高分辨地壳三维横波速度模型。通过检测板分析以及与前人模型的对比发现,新模型具有较高分辨率,揭示了许多之前模型中未曾发现的速度异常特征。新模型发现研究区域下地壳-上地幔顶部存在V形高速异常带(图2),其中V形的东支与郯庐断裂带近似平行,囊括长江中下游成矿带主体区域。新模型还发现长江中下游成矿带中下地壳普遍存在高速异常体隆起(图3),且高速异常体隆起的强度沿成矿带走向从西向东逐渐减弱。结合前人在该地区的研究成果,这些高速异常体可能代表冷却了的燕山期底侵的上地幔侵入岩。印支期华南板块与华北板块的相互汇聚,以及燕山期古太平洋板块的多向漂移及其向欧亚板块的俯冲挤压和后撤拉张,使得长江中下游成矿带区域广泛发育深大断裂系统;冷的俯冲洋壳脱水导致上地幔岩石部分熔融,以及温差导致强烈的上地幔物质对流,使得幔源岩浆底侵下地壳,然后沿广泛分布的深大断裂系统上升至地表,与地壳物质发生同化混染和分离结晶等成岩成矿作用(图3)。

该成果中英文论文题目分别为“长江中下游成矿带高分辨地壳三维横波速度结构及其形成的深部动力学背景”和“High-resolution 3D crustal S-wave velocity structure of the Middle-Lower Yangtze River Metallogenic Belt and implications for its deep geodynamic setting”,相应文章分别发表在《中国科学:地球科学》的中英文版上,其中英文版论文被评选为当期封面文章(图4)。论文第一作者为罗松博士,通讯作者为姚华建教授,合作单位包括中国地质科学院地质研究所和中国地震局地球物理研究所。论文所获得的长江中下游成矿带高分辨模型被命名为MLYMB3D,模型数据和介绍文件可以在https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11430-018-9352-9中的补充材料下载。该研究得到中国地质调查局土地资源调查项目(项目编号:DD20179354)和国家自然科学基金项目(项目编号:41790464和41674061)的资助。


图1 上图为研究区域周边的主要板块架构。下图为研究区域分布的主要地质单元体和地震台(固定台和流动台分别为黑色和蓝色三角形)


图2 深度分别为5 km和35 km的横波速度切片,其中右图中的紫色虚线勾画出V形高速异常带。


图3 长江中下游成矿带形成的深部动力学背景卡通示意图


图4 封面文章样式

长江 动力学

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