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木里—鹽源地區(qū)深部電性結構及構造意義

2022-01-25 07:05:22張炯陳小斌蔡軍濤劉鐘尹葉濤崔騰發(fā)董澤義郭春玲姜峰
地球物理學報 2022年1期
關鍵詞:鹽源金河木里

張炯,陳小斌,*,蔡軍濤,劉鐘尹,葉濤,崔騰發(fā),董澤義,郭春玲,姜峰

1 中國地震局地質研究所地震動力學國家重點實驗室,北京 100029 2 應急管理部國家自然災害防治研究院,北京 100085

0 引言

2008年汶川發(fā)生了MS8.0級強震,地質學家一直在尋找下一個孕育大震的地點.麗江—小金河斷裂作為龍門山—錦屏山—玉龍雪山構造帶的東南邊界斷裂(潘桂棠等,1983,2009),將松潘—甘孜地塊與揚子地塊分開(圖1a).新構造時期,麗江—小金河斷裂位于川滇菱形塊體中間,其北部是川西北次級塊體,南部是滇中次級塊體(徐錫偉等,2003).徐錫偉等(2017)把麗江—小金河斷裂定義為一條潛在的發(fā)震斷裂,但是有記載以來,一直未見麗江—小金河斷裂地表破裂型地震的記錄.

麗江—小金河斷裂作為川滇菱形塊體內部的次級塊體邊界,與理塘斷裂以及錦屏山斷裂,在木里—鹽源地區(qū)交匯在一起(圖1b),構成了變形復雜的木里弧形構造區(qū).這些斷裂帶的深部延伸和接觸關系對于深入理解川滇菱形塊體內部的地震活動性、構造變形特征和動力學機制都具有重要地位,但是現有的認識還不清楚.麗江—小金河斷裂帶是否具有與龍門山斷裂帶相似的深部孕震環(huán)境,有無孕育大震的可能,相關研究極少,亟待開展更多的工作,予以確認.

關于青藏高原物質向東逃逸的問題,一直都是大家研究的焦點.大量的地球物理研究結果表明(Bai et al.,2010;Bao et al.,2015;Li et al.,2020;Liu et al.,2014;Qiao et al.,2018;Yao et al.,2008;黃忠賢等,2013;鄭晨等,2016),青藏高原東緣在中下地殼普遍發(fā)育的低速體或高導體,這是塑性物質向東流出的直接表現.青藏高原物質大量向東和南東逃逸,受到大型走滑斷裂的約束(許志琴等,2011).Bai等(2010)提出的雙通道流模型也是以大型走滑斷裂為限制邊界.地震層析成像、接收函數等又進一步細化了塑性物質在青藏高原東緣地殼上地幔的展布特征(Bao et al.,2015;Liu et al.,2014;Wang et al.,2017;Yang et al.,2020;王椿鏞等,2008).最新的S波速度結構表明在青藏高原東緣川滇菱形地塊的西北部發(fā)現連續(xù)的低速層,認為川西北次級塊體是青藏高原東緣塑性物質逃逸的通道,麗江—小金河斷裂對塑性物質流逃逸起到了阻擋和引流作用,塑性物質最終沿麗江—小金河斷裂引導流向西南(張智奇等,2020).與S波結果不同,最新的大地電磁測深結果認為,塑性物質在跨過麗江—小金河斷裂帶后受到東南側來自峨眉山大火成巖省(Xu et al.,2004)的高阻體阻擋,其繞過高阻體流向東南方向(Li et al.,2020).顯然,關于麗江—小金河斷裂的邊界屬性以及塑性物質的展布特征,不同方法得到的認識存在很大的爭議,尚無法給出確切的答案.

本文討論的是我們在木里—鹽源地區(qū)最新開展的大地電磁測深研究結果.研究中采用了最先進的大地電磁三維反演技術,獲得了研究區(qū)地殼精細電性結構圖像,結合木里—鹽源地區(qū)的地震活動性特征,探討其深部的構造變形特征及動力學機制,為研究青藏高原東南緣的物質逃逸提供了重要的分析基礎.此外,本文在鹽源盆地發(fā)現一個十分顯著的高導異常體,我們對其進行了深入討論.

1 區(qū)域構造背景

木里—鹽源地區(qū)地處松潘—甘孜地塊和揚子地塊的交接地帶,區(qū)內發(fā)育一系列活動斷裂.主要斷裂有:麗江—小金河斷裂(F1),理塘斷裂(F2),錦屏山斷裂(F3),鹽源斷裂(F4),金河—箐河斷裂(F5),寧蒗斷裂(F6).其中,理塘斷裂、錦屏山斷裂以及麗江—小金河斷裂交匯在一起,構造環(huán)境十分復雜.理塘斷裂作為一條古老的板塊縫合帶(甘孜理塘縫合帶),是義敦島弧和松潘—甘孜地塊的塊體邊界;麗江—小金河斷裂(F1)是一條NE向的活動構造帶,北東始于石棉一帶,與安寧河斷裂交匯,南西依次穿過木里、鹽源、寧蒗、麗江、劍川等地,由多條次級斷裂組成,整體走向NE 45°~50°,傾向NW,傾角60°~80°,晚第四紀以左旋走滑為主,兼有垂直分量(徐錫偉等,2003);NE向的金河—箐河斷裂(F5)與麗江—小金河斷裂(F1)近乎平行,同樣也是一條逆沖左旋走滑的活動斷裂;寧蒗斷裂(F6)是與麗江—小金河斷裂(F1)交匯的近SN走向構造,鹽源斷裂(F4)是鹽源盆地內部發(fā)育的NW走向構造(圖1b).

鹽源盆地是木里—鹽源地區(qū)的一個十分重要的構造單元,夾持在麗江—小金河斷裂(F1)與金河—箐河斷裂(F5)之間,是一個典型的大陸塊體側向擠出作用的構造逸出盆地(李勇等,2001).鹽源盆地的海拔在3000 m以上,四周被高山環(huán)繞,盆地內部地震活動性較弱(田原等,2020),但是盆地西南方向的寧蒗斷裂地震頻發(fā),活動性較強.鹽源盆地是由前寒武紀的基底和震旦-三疊系沉積蓋層組成,主要地層有三疊系上統(tǒng)博大組、中統(tǒng)白山組和鹽塘組、下統(tǒng)青天堡組以及二疊系上統(tǒng)樂平組.

近三十年來,木里—鹽源地區(qū)周邊地震頻發(fā),其中大于5.0級的地震有1998年11月19日寧蒗6.2級地震、2003年8月21日鹽源5.0級地震以及2012年寧蒗—鹽源5.7級地震(Li et al.,2009;常祖峰等,2013).圖1b研究區(qū)周邊的震源機制解分布結果顯示,麗江—小金河斷裂帶在木里地區(qū)主要以走滑為主兼有擠壓分量,沿麗江—小金河斷裂向西南方向逐漸轉為張性環(huán)境.劉曉霞和邵志剛(2020)通過GPS速度剖面認為麗江—小金河斷裂帶以木里為界,北東段從地表向深部15 km一直處在強閉鎖的環(huán)境.鑒于木里—鹽源地區(qū)及周邊的活動斷裂交錯,地震頻發(fā),對其開展大地電磁探測研究,對于研究川滇菱形塊體內部的地震活動、斷裂構造變形特征和動力學機制意義重大.

圖1 研究區(qū)周邊構造背景圖(a)及大地電磁測深點位分布(b)F1—F6為研究區(qū)內主要斷裂分布,F1:麗江—小金河斷裂;F2:理塘斷裂;F3:錦屏山斷裂;F4:鹽源斷裂;F5:金河—箐河斷裂;F6:寧蒗斷裂.紅色空心三角為MT測點.藍色球為震源機制解,選自(http:∥www.globalcmt.org/).淡藍色線為鹽源盆地邊界.黑色空心圈為1970—2019年間4.0級以上地震 (http:∥www.ceic.ac.cn/history).Fig.1 The tectonic setting (a)and locations of magnetotelluric stations in the profile (b)F1:Lijiang-Xiaojinhe fault;F2:Litang fault;F3:Jinpingshan fault;F4:Yanyuan fault;F5:Jinhe-Qinghe fault;F6:Ninglang fault.Red hollow triangles are MT sites.Blue balls show the focal mechanisms derived from the global CMT catalog (http:∥www.globalcmt.org/).The light blue line is the Yanyuan Basin boundary.Black hollow circles present earthquakes with a magnitude greater than 4.0 during 1970—2019 (http:∥www.ceic.ac.cn/history).

2 數據及定性分析

2.1 測點分布和數據采集

2015年7月,我們在麗江—小金河斷裂中段木里—鹽源弧形構造區(qū)布置了XS01測線,共計26個測點,自北向南編號依次為101至126,剖面總長度約180 km,平均點距7 km.野外數據觀測選用加拿大Phoenix公司生產的MTU-5A大地電磁測深系統(tǒng).野外觀測采用正南北方向布設,分別記錄3個磁場分量(Hx、Hy、Hz)和2個電場分量(Ex、Ey)(x代表南北向,y代表東西向).為保證數據觀測質量,后續(xù)數據處理采用遠參考道觀測方式(Gamble et al.,1979)以及robust估計(Egbert,1997),每個測點的觀測時間為40 h以上,最終獲得了較高質量的大地電磁傳輸函數數據集.該數據集中,所有測點有效周期>1000 s,少部分測點的最長有效周期>10000 s(如112號測點和126號測點),為有效研究木里—鹽源地區(qū)深部電性結構分布提供了數據條件.

2.2 電性主軸成像與構造維性

文中采用多頻點-多測點阻抗張量統(tǒng)計成像技術(陳小斌等,2014)對XS01剖面進行電性主軸成像分析.圖2a是統(tǒng)計玫瑰圖,顯示剖面XS01的主軸方位集中在NE 40°~NE65°之間.圖2b是測點主軸云圖,顯示剖面上存在較為明顯的分段:測點101—109主軸集中在NE 40°~NE75°左右,平均約NE50°,對應的是錦屏山斷裂西北延長段,考慮到90°模糊性,這一段剖面的實際構造走向可能是NW 40°;測點110—114之間的電性主軸方位較亂,該段位于木里弧形構造區(qū)內部,屬于典型的三維構造區(qū);測點115—124位于麗江—小金河斷裂和金河—箐河斷裂之間,跨過一系列北東向斷裂,其主要走向應為NE60°左右;測點125—126下方的電性主軸方位較亂,無法識別.圖2c是頻率主軸云圖,顯示電性主軸在1 Hz以上的中高頻和0.01 Hz以下的低頻較為集中,其中高頻主要集中在NE20°和NE50°,低頻主要集中在NE45°和NE65°.中頻部分主軸方位不明顯,可能意味著淺部和深部存在結構不整合現象(Tong et al.,2018).

圖2 多測點-多頻點電性主軸統(tǒng)計成像結果(a)、(b)和(c)分別是統(tǒng)計玫瑰圖、測點主軸云圖和頻率主軸云圖.Fig.2 Electrical strike statistic obtained from multi-sites and multi-frequencies imaging technique(a)Presents the statistical result in the rose histogram;(b)The site-based cloud diagram;(c)The frequency-based diagram.

圖3是XS01剖面的構造維性分析結果.從一維偏離度(圖3a)和二維偏離度(圖3b)可以看出,0.1 Hz以下頻段,一維偏離度和二維偏離度都較大;依據圖3c所示的二維有效因子分布圖,線性構造在1 Hz以上頻段的淺部區(qū)域(深度<2 km)有較多分布,如測點101、測點108(錦屏山斷裂帶)、測點111、112、114、115(麗江—小金河斷裂帶附近)、測點121等處;對于0.1 Hz以下的低頻段,只有測點113、114(麗江—小金河斷裂帶)、測點124(金河—箐河斷裂帶)等二維有效因子較大,意味著麗江—小金河斷裂帶、金河—箐河斷裂帶可能存在深部延伸.

圖3 構造維性分析(a)、(b)和(c)分別是一維偏離度(S1d)、二維偏離度(S2d)、二維有效因子(e2d).Fig.3 Dimensionality analysisThe 1-D skew (a),2-D skew (b)and 2-D effective factor (c).

因此,通過阻抗張量統(tǒng)計成像分析,剖面XS01不同段落具有不同的電性主軸方位,沿剖面主軸可能發(fā)生了近90°的變化,其中還包括木里弧形構造區(qū)的三維復雜結構,該剖面并不太適合做二維反演.

2.3 傾子矢量

圖4展示的是XS01剖面的傾子實方向矢量示意圖,這是我們新研發(fā)的一種傾子矢量圖示方式.傾子實方向矢量的指向與實感應矢量相同,即一般情況下,由高阻指向低阻;該矢量尾翼的展開程度同時顯示了虛感應矢量的大小,但這一顯示特征的物理意義還需要挖掘.傾子實方向矢量中可以用不同的物理量填充,用顏色顯示出來,填充的是兩個主相位(Pxy、Pyx)的算術平均值,一般的說,高相位值對應低阻,反之,低相位值則對應高阻.圖4中展示的一個主要特征是沿剖面的實感應矢量指向是與NE向平行的,只有測點108和測點115等少數測點的局部頻段,實感應矢量指向才是與NW向平行的,尤其是在二維性很明顯的地方亦是如此.這意味著沿剖面的大部分區(qū)域,電性主軸的走向方位是NW向.由于XS01剖面本身也是NW向展布,這意味著采用二維反演對于這條剖面并不適用.

圖4 傾子實方向矢量示意圖矢量方向與實感應矢量相同;尾翼張開大小表示虛感應矢量的大??;填充顏色為主相位算術平均值.Fig.4 Diagram of real tipper vector directionsThe direction of the vector is consistent with the real induction vector;The tail flap size represents the size of the virtual induction vector;The filling color is the main phase′s arithmetic mean.

相位平均值顯示:測點115東南側鹽源盆地下方存在較為顯著的低阻異常;在測點112的西北側以及測點104、117下方,都有低阻的跡象,但是規(guī)模較小.感應矢量的指向與相位指示的低阻層之間是基本協調的,測點107—108下方,可能存在高低阻分界面.

2.4 視電阻率與相位擬斷面分析

通過多測點-多頻點的共主軸張量分解,獲得了沿剖面的主軸方位為NE55°,圖5(a—d)分別是阻抗張量分解后TE、TM極化模式的視電阻率Rxy、Ryx和相位Pxy、Pyx擬斷面圖.阻抗相位較視電阻率更適用于對測區(qū)電性結構的定性分析(陳小斌等,2019).此外,由于TM極化模式受三維性影響遠遠小于TE模式,而XS01剖面沿線電性結構復雜,三維性強,TE模式的相位擬斷面圖可能并未準確反映剖面下方的電性結構分布.因此,以下主要依據TM模式的阻抗相位進行分析.

圖5 共主軸多測點多頻點阻抗張量分解后的視電阻率和相位擬斷面圖(a)和(c)為TE極化模式;(b)和(d)為TM極化模式;空白區(qū)為刪除的頻點數據.Fig.5 Pseudo section of apparent resistivity and impedance phase after impedance tensor decomposition using a fixed strike(a)and (c)are TE mode;(b)and (d)are TM mode;The blank region in pseudo sections represents the deleted data.

從圖5d阻抗相位Pyx斷面圖上可以看到,測點115—123之間,即麗江—小金河斷裂帶和鹽源盆地地區(qū),1 Hz以上的高頻段主要表現為高阻特征,0.01~1 Hz之間段存在明顯的高相位異常區(qū),對應于高導異常帶,小于0.01 Hz的相位又出現較為顯著的低相位,表明剖面中部東南段高導異常體的底界面數據約束較強.不過,麗江—小金河斷裂帶位置附近(測點115—117),低頻段似乎沒有完全封閉好,表明該處可能存在延伸較深的高導體.

3 三維反演及靈敏度測試

3.1 三維反演

通過對觀測數據的定性分析,我們對測區(qū)內電性結構及構造分布特征有了最基本的認識.鑒于木里弧形構造區(qū)內三維性較強,且沿剖面許多構造的走向與剖面方向基本平行,故傳統(tǒng)的二維反演不能得到可靠的反演結果.最近幾年,本文通訊作者陳小斌研究員主持研發(fā)的基于C/S架構和互聯網平臺的三維反演云計算系統(tǒng)toPeak(Liu et al.,2017)得以成功,其中集成了當前最流行的非線性共軛梯度法三維反演算法程序ModEM(Egbert and Kelbert,2012),極大地促進了大地電磁三維反演技術的應用推廣.本文利用toPeak2.0軟件系統(tǒng)在國家超算中心廣州天河II代完成了反演計算工作.

為了獲得可靠的電性結構,三維反演工作還利用了西南側穿越麗江—小金河斷裂帶(F1)的另外一條電性剖面的觀測數據,二者之間距離約50 km,由于該剖面結果對應的構造意義不同,故將另行發(fā)表.最終參與反演計算的測點是62個,頻率數42個,頻率范圍0.000069~80 Hz.反演計算流程如下:根據測點的分布情況,采用多重網格法通過toPeak生成測區(qū)反演計算需要的網格,構建初始的背景電阻率模型為30 Ωm的均勻半空間模型,先進行粗網格反演計算,然后以其結果為元模型,再采用印模法(Cai et al.,2017;葉濤等,2013),進行細網格反演計算.在前一次反演結果的基礎上,重新調整相關反演參數,進行多次三維反演計算.最終反演模型的網格參數為38(Nx)×99(Ny)×52(Nz),網格總節(jié)點數為267102,RMS誤差1.98,獲得了研究區(qū)精細的三維電性結構.

圖6是XS01剖面的電性結構模型.XS01剖面上發(fā)育3個較為顯著的低阻體HCL1、HCL2和HCL3,電阻率<10 Ωm,以及將HCL1和HCL2分開的高阻體HRB,電阻率>1000 Ωm.其中,HCL1在測點103—106之間,位于錦屏山斷裂北西側;HCL2在測點112—115之間,位于麗江—小金河斷裂下方;HCL3在測點119—124之間,位于麗江—小金河斷裂和金河—箐河斷裂之間的鹽源盆地下方.

圖6 XS01剖面電性結構Fig.6 XS01 section electrical structure

將圖6所示的電性結構分布圖與前述構造維性分析結果進行對比,可以發(fā)現:測點108所對應的錦屏山斷裂帶(F3)、測點113、114之間的麗江—小金河斷裂帶(F1)、測點124處的金河—箐河斷裂帶(F5),都是主要的電性結構邊界帶.圖3c中1 Hz以上高頻的二維有效因子較大的測點,在圖6中也可以找到對應的淺部電性梯度邊界帶.而HCL3則對應于相位分析中所看到的剖面中部偏東南側的具有封閉底邊界的高導體.HCL1和 HCL2雖然在相位分布圖上有所表現,但是礙于數據質量一般,定性分析結果無法確定.因此,數據定性分析與反演結果對應得非常好,表明三維反演所得到的電性結構很好地反映數據分布特征.

3.2 靈敏度測試

反演結果與數據定性分析保持的一致性,在一定程度上佐證了反演結果的正確性,但由于反演具有非唯一性,在進行進一步解釋以前,需要對剖面中關鍵部分的電性結構做進一步的可靠性驗證,以確保這些部位電性結構的可靠性.

本文針對HCL1、HCL2、HCL3和HRB四個關鍵構造體關鍵特征采用三維正演的方法進行了模型驗證,以確定觀測數據的約束情況,填充的圍巖電阻率為100 Ωm,驗證結果如圖7所示.我們的給出了不同模型的正演計算驗證的RMS擬合結果.可以發(fā)現,本文驗證的結構體模型都是受到觀測數據約束的結果,這些計算結果為我們后續(xù)進行電性結構的解釋提供了可靠性依據.

圖7 電阻率模型的正演驗證Fig.7 Forward modeling test for resistivity models

4 電性結構分布特征

圖8是木里—鹽源地區(qū)XS01剖面的電性結構及其地質解釋結果.可以看出,沿剖面方向電性結構表現為非常強烈的橫向不均勻性.麗江—小金河斷裂將剖面分成兩個較大的構造單元:西北側的川西北地塊和東南側的滇中地塊,兩個次級地塊中又分別可分為兩個較小電性結構單元,分別以錦屏山斷裂和金河—箐河斷裂為界,其分段位置與電性主軸測點云圖給出的位置吻合,二者相互印證.

圖8 反演結果及地質解釋Fig.8 Resistivity model and tectonic interpretation

以測點108為界,其西北側10 km以淺為高達1000 Ωm的高阻,10~20 km之間為高導異常體HCL1.其東南側位于測點109—114之間,電性結構較為復雜,與構造維性分析給出的三維性是一致的.這一段位于錦屏山與麗江—小金河斷裂相互作用的區(qū)域,高阻異常體HRB很可能是錦屏山造山帶的山根,與龍門山斷裂帶下方的高阻體類似(Zhao et al.,2012).錦屏山造山帶作為松潘-甘孜地塊與揚子地塊相互作用的地方,受到多種地質過程的改造作用,構造維性表現得十分復雜.

依據前述的電性主軸和傾子實方向矢量的分析,川西北地塊內部的高導體HCL1電性主軸方向是北西向.從地表斷裂分布特征來看,HCL1沿錦屏山斷裂向西北延伸,表明該處可能存在北西向的線性構造.錦屏山斷裂(F3)在此處由北東向轉向北西向,形成木里弧形構造區(qū),與理塘斷裂一起構成松潘—甘孜地塊的西南邊界,西側屬于義敦島弧(Hou et al.,2007).HCL1的電性主軸方向與北西向的義敦島弧走向一致,而與龍門山—錦屏山—玉龍雪山構造帶的北東走向不一致,其西北側又是高阻,亦即從XS01剖面的大地電磁數據信息來看,HCL1是一個走向NW的孤零的高導體,推斷其為古特提斯洋板塊俯沖所造成的義敦島弧區(qū)殼內高導物質的殘留.

麗江—小金河斷裂(F1)表現了一個電性差異較為顯著的電性邊界,將川西北地塊和滇中地塊分開,其下方為高導異常體HCL2.HCL2的埋深大致在10~20 km,在麗江—小金河斷裂下方最淺.麗江—小金河斷裂在深部的延伸受到HCL2大規(guī)模改造,可能發(fā)生了斷層摩擦剪切生熱或者含鹽流體的弱物質充填所致,可以肯定麗江—小金河斷裂是一條切穿上地殼的高角度斷裂.

麗江—小金河斷裂東南側是滇中塊體內部的鹽源盆地,該盆地下方存在兩處水平連續(xù)性較好的高導異常體,本文主要解釋位于剖面南側規(guī)模較大的HCL3.電性主軸成像結果認為HCL3是北西走向的線型構造,正好與鹽源斷裂(F4)一致,剖面的這一段幾乎沿著鹽源斷裂展布.HCL3總體埋深大致為3 km,上覆為高阻巖層,底界最深約7 km,東南端最淺,頂界埋深上升至2 km左右.HCL3下方是電阻率在20~50 Ωm之間的相對高阻體,應該是揚子地塊.此外,根據TM模式相位擬斷面的定性分析結果(圖5),可以確定HCL3的底界是受觀測數據約束的,其厚度及其下伏的電性結構是可靠的.

金河—箐河斷裂是HCL3東南側的電性分界帶,以測點124為界,其東南側為一個顯著的高阻異常體.Wang等(2008)認為金河—箐河斷裂是在鹽源盆地下方2 km處構造拆離面的推覆前緣,是一條近乎水平的低角度斷裂.電性結構顯示金河—箐河斷裂可能向西北湮滅于HCL3的高導體中,進一步印證金河—箐河斷裂并不是一條深切斷裂.

5 討論

5.1 鹽源盆地成礦分析

HCL3位于鹽源盆地下方,長度約40 km,頂界埋深在2~3 km,厚度約5 km,呈現為北深南淺的特征,電性主軸走向是北西向,與地表北西向的鹽源斷裂方向一致.鹽源地區(qū)的P波速度結構顯示3 km以下是高速基底(Wang et al.,2008),而鹽巖本身也表現為高速的地質體(劉文卿等,2013),因此,鹽源盆地下方的高導體很可能是鹽巖.另外,鹽源地區(qū)南側地表出露鹽泉的證據(李金鎖等,2013),恰恰位于XS01剖面南段高導層較淺的位置.在測點122—123之間,地表對應的是鹽井河鹽丘,該處的鹽生1井,鉆探深度達1 km,未鉆遇底界(李金鎖等,2014),李金鎖等(2014)認為鹽源盆地深部的鹽類物質來源可能是寒武系巖鹽層.根據電性結構推測HCL3可能為鹽源盆地下方埋藏的大規(guī)模的鹽巖層,為后期在鹽源地區(qū)開展深部找鉀鹽礦的工作,提供了電磁方面的證據.這是本項研究一個意外的發(fā)現.

類似于HCL3這種大規(guī)模的鹽層可能是源自特提斯洋邊緣海盆含鹽礦物的沉積導致大量的易溶解礦物向盆地中心遷移,蒸發(fā)后形成鉀鹽(李金鎖等,2014;鄭綿平等,2010).最新研究發(fā)現,在一定溫度的環(huán)境下,較高鹽度(K/Na)的流體包裹體更容易導致銅-鈷-鉛-鋅等礦床的富集(Davey et al.,2021;丁曉平等,2021).徐士進等(1997)在研究鹽源地區(qū)的西范坪斑巖銅礦成因過程中,發(fā)現該區(qū)石英流體包裹體具有高溫度和高鹽度.因此,結合電性結構圈定的鹽巖層的空間分布特征和金屬礦分布特征,有可能為研究鹽源盆地及其附近的成礦機制提供新的思路.不過,這需要在鹽源盆地開展較為密集的大地電磁三維陣列探測研究.

5.2 電性結構與地震活動性

盡管測點107以西的小號點方向延伸的錦屏山斷裂西支(F3-1),電性主軸和傾子矢量聯合分析確定其走向為北西向,而位于錦屏山西側的測點108處,電性主軸分析和傾子矢量聯合分析確定其走向為北東向,與錦屏山的走向一致,小震精定位結果也反映該區(qū)的有北東向的線型構造特征(圖9).因此,我們推測高阻體HRB,很可能是錦屏山造山帶的山根.

圖9 研究區(qū)構造變形的動力機制紅色虛線為推測構造;小震數據選自(http:∥www.cses.ac.cn/).黃色虛線圈定位置為小震分布集中區(qū)域.Fig.9 Geodynamic mechanism of tectonic deformation in the study areaRed dotted line indicates the presumed structure;Black dots show the small shocks derived from (http:∥www.cses.ac.cn/).Locations delineated by the yellow dotted line are the concentration regions of small shocks.

基于活動斷層調查和GPS觀測的結果,麗江—小金河斷裂的整體走向是NE40°,是一條斷面高角度傾向的北東向逆左旋走滑型活動斷裂(向宏發(fā)等,2002),全新世以來的左旋滑動速率和垂直滑動速率分別是3.8±0.7 mm·a-1和0.65±0.14 mm·a-1(徐錫偉等,2003).古地震記錄顯示,麗江—小金河斷裂全新世以來發(fā)生的古地震震級達M7.5級,發(fā)震間隔約為3000a(丁銳等,2018).但是,震源機制解的結果表明現今的地震活動與麗江—小金河斷裂無關(王曉山等,2015).

汶川發(fā)生強震的深部驅動力是來自川西高原中下地殼發(fā)生的塑性流動,受揚子剛性塊體的阻擋后,使得中下地殼塑性物質在龍門山斷裂處堆積,最終孕育了汶川大地震(張培震,2008),這一觀點在龍門山斷裂觀測的大地電磁測深結果也給出了確切的證據(Zhao et al.,2012;詹艷等,2013),松潘-甘孜地塊中下地殼內廣泛發(fā)育的連續(xù)的高導異常體,就是青藏高原側向擠出的塑性物質.本文研究結果表明,位于麗江—小金河斷裂北西段的川西北次級塊體下方的HCL1是孤立的,古地理位置是理塘縫合帶以西的義敦島弧,因此很可能是古老的板塊邊界殘留的物質,并不是青藏高原側向擠出的塑性物質.而位于麗江—小金河斷裂埋深在10~20 km的高導層HCL2,表現為NE走向的線性構造,與龍門山—錦屏山—玉龍雪山構造帶走向一致.地形地貌顯示,麗江—小金河斷裂SE向的高差達2000 m,則是地下塑性物質堆積在地表的直接反映.王緒本等(2017)認為塑性物質沿鮮水河斷裂向南擴展的過程中逐漸變淺,局部地區(qū)在10 km左右,與HCL2的埋深是一致.結合震源機制解和小震分布特征(圖9),可以發(fā)現XS01剖面北東側是一個小震集中的區(qū)域,主要以走滑兼擠壓為主,而在剖面的西南側卻是以張性為主的構造環(huán)境.因此,HCL2可能是來自北部的塑性物質,沿理塘斷裂帶向南到達木里弧形構造區(qū)后,遇到NW向的錦屏山造山帶和揚子剛性塊體的阻擋,部分塑性物質擠入麗江—小金河斷裂帶的縫隙中(圖9),并向西南方向折轉,構成了剖面北東側走滑兼擠壓、西南側以張性為主的應力環(huán)境.Li等(2020)的大地電磁結果顯示在麗江—小金河斷裂的高導體走向為北西向,這與本文在麗江—小金河斷裂發(fā)現的北東向構造是相悖的.此外,麗江—小金河斷裂作為川滇菱形塊體的內部邊界,在木里—鹽源地區(qū)并沒有發(fā)現大規(guī)模的塑性物質堆積,可能不具備孕育類似汶川強震的條件.

6 結論

基于大地電磁測深獲得的精細電性結構,本文對木里—鹽源地區(qū)殼內的電性分布特征取得以下幾點認識:

(1)位于錦屏山斷裂與北西向的理塘斷裂相連的HCL1,表現為北西向線型構造特征,很可能是古老的板塊邊界殘留的物質;

(2)鹽源盆地下方3~7 km,發(fā)育長約40 km、厚度約5 km的北西向低阻層,很可能是深部找鉀鹽礦的靶區(qū),應該引起相關部門的重視;

(3)木里—鹽源地區(qū)的電性結構顯示,麗江—小金河斷裂帶處發(fā)育埋深10~20 km、橫向展布約20 km的低阻體,推測是北部的塑性物質在木里弧形構造區(qū)受阻后,一部分擠入麗江—小金河斷裂帶的縫隙中,而且沿麗江—小金河斷裂帶向西南方向折轉;

(4)麗江—小金河斷裂帶在木里—鹽源地區(qū)并未發(fā)現類似龍門山那樣的塑性物質堆積,可能不具備孕育類似汶川強震的條件.

致謝感謝兩位匿名審稿人提出的寶貴意見.感謝長江大學嚴良俊教授、謝興兵副教授和周磊博士對野外踏勘和數據采集的幫助!姜峰博士和崔騰發(fā)博士,已分別在南方科技大學和中國地震局地震預測研究所就職,在此說明.

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