过去进行的深部地球物理工作分为两类:一类是从岩石圈研究出发进行的;一类是从研究盆地深部结构角度而做的工作。主要的调查工作有:
1.亚东-格尔木地学大断面研究(吴功建等,1991)
这是一条综合性调查剖面,包括有构造地质、古地磁、地热流、重力、地磁、大地电磁测深以及广角地震(在安多-风火山口段,即32°N~35°N之间没有资料)等工作。
(1)地壳和岩石圈厚度:用重力和地震资料人机交互解释方法得出,羌塘地体沿剖面的地壳厚度不超过80 km(1991),又一解释为70 km(1989);岩石圈厚度按照面波和大地电磁法结果为120~200 km。另外,莫霍层有4条断裂,在壳幔之间存在有壳幔混合层,藏北处于重力均衡。
(2)测得12个热流值,安多以北的藏北为冷壳(仅几十mW/m2)冷幔,安多以南的藏南情况热流值高达91~364mW/m2。显示了高原地壳北老南新,北冷南热的特征。
(3)地壳内有2个低速层和高导层,两者位置大体一致。上层在藏北深为20~30 km,层厚4~9 km,速度为5.6~5.8 km/s;下层,深50 km ,厚度为14 km,速度为6.0~6.2 km/s。电性为几Ω·m~n×100Ω·m,其上下均为几千Ω·m的高阻层。
(4)地壳增厚机制,根据大地电磁结果,推测是雅鲁藏布江到蓬错为洋壳俯冲,而康马到羊八井为陆内俯冲。北部情况不清。上地壳内还有3条逆冲带。
(5)划分和对比了几个地体。
图1-14 亚东-格尔木地学大断面解释图
(据吴功建等,1989)
图1-15 藏北多向异性(快波方向)和弱Sn波区分布图
(McNamara等1985,1993)
2.天然地震台网观测
先后有中美合作PASSCAL计划、中法合作东昆仑计划以及利用固定数学地震台站的面波资料所做的分析,提出以下结果:
(1)羌塘地块的地壳厚度为70 km 左右,速度较低(Rodgers等,1998)。
(2)本区内莫霍层的Pn 波低,Sn 波很弱(McNamara D.E.等,1993)。Sn 很弱,有人解释为地幔盖层可能呈液态存在;有人推测也可能是地幔盖层因发生拆沉而减薄,温度有所升高;也有人推测是代表了亚洲大陆岩石圈的存在;也有人认为可能存在着高速莫霍层,它代表了印度地幔岩石圈向北插入的地段等等。
(3)本区内横波各向异性变化大(McNamara D.E.等,1985 ,1993 ,1997)。快波方向和强度变化大的地点出现在跨越嘉黎断裂,安多之北的唐古拉山口(不是许多地学家认为的班公错——怒江缝合带)以及在金沙江缝合带北边的3个地段。与推测的缝合带位置并不一致。
(4)在100 km深度以浅的中下地壳和上地幔盖层内结构复杂,由不同速度和厚度的块体组成,认为可能代表了不同性质的块体的组合(McNamara D.E.等,1995)。
(5)发现巴颜喀拉地体或金沙江缝合带下方有一低速体,深150~200km,宽250~300 km ,估计温度会升高200℃。这一低速体可能与地壳部分有热和物质的联系(Wittlinger G.等,1996)。
图1-16 金沙江缝合带深部低速体
(Wittlinger等,1996)
a— 剖面位置图;b—剖面垂直断面图;c—低速体平面伸展图
(6)深部显示南部和北部的两条高速带分别向北和向南相对延伸到羌塘地块之下(Kosarev G.R.等,1999)。
从以上介绍的情况看,羌塘地块与羌塘盆地有许多问题各家的看法还不统一,特别是其热状态,地壳厚度与沉积层厚度等方面分歧很大,有待进一步工作。
图1-17 从雅鲁藏布江到昆仑山断裂宽频台站接收函数结果解释图
(据Kosarev,1999)
ILM—印度岩石圈地幔;ALM—亚洲岩石圈地幔;Lid—地幔盖层