中国西部大型盆地的深部结构及对盆地形成和演化的意义

地震层析成像是研究地球深部结构和动力过程的重要手段。文章简单介绍了岩石圈地震层析成像的几种基本方法。相对于人工震源地震勘探,基于天然震源的地震层析成像是提供盆地基底和周边深部背景的有效和极其经济的手段。笔者最近得到了中国大陆岩石圈高分辨率表面波层析成像的三维S波速度模型,该模型结合了地震和噪声互相关的数据,大大提高了射线覆盖,结果显示了中国西部与青藏高原接壤的三大盆地(塔里木、柴达木和四川盆地)共同特征:(1)盆地上地壳速度很低,反映了盆地沉积层很厚;(2)相对于周边山系,盆地中、下地壳的S波速度较快,上地幔顶部尤其明显;(3)盆地的地壳厚度比相邻的山脉区薄,同时莫霍深度在盆山结合带变化大。盆地内地壳和岩石圈地幔存在明显的横向结构,尤其是塔里木盆地和四川盆地。塔里木盆基底东西向中央古缝合带在地壳和岩石圈地幔的速度、莫霍面深度图中有清楚显示。笔者推测区域构造挤压的影响很可能涉及盆地的整个岩石圈,进而提出了一个简单的盆地形成的机械模型,即挤压隆升沉降模型,认为在挤压环境下,较弱的周边山系的岩石圈增厚和隆升,高强度的盆地块体在重力均衡下整体沉降,形成陆内叠合盆地。挤压应力可能导致巨大的塔里木和四川盆地产生岩石圈范围的褶皱变形。在西部盆地漫长的地质历史中,新生代的印藏碰撞和新元古代以来的多次构造运动产生的岩石圈挤压对西部盆地的形成和演化可能起了决定性的作用。