中大新聞網(wǎng)訊（通訊員李倫）印度板塊與亞洲板塊的碰撞不僅形成了世界上最高與巨厚地殼的青藏高原，還導(dǎo)致高原物質(zhì)向外逃逸。前人研究提出了兩種端元模型來(lái)解釋青藏高原物質(zhì)是如何逃逸的。其中一種是大陸擠壓模型，該模型提出青藏高原是沿著幾條巖石圈尺度走滑斷裂向外逃逸，其中該模型預(yù)測(cè)紅河斷裂是青藏高原物質(zhì)向東南逃逸的一條巖石圈尺度斷裂；另外一種是地殼流模型，該模型提出青藏高原物質(zhì)主要是以中下地殼流方式向外逃逸。發(fā)育在青藏高原北部金沙江縫合帶并向東南延伸，經(jīng)過(guò)紅河至鶯歌海盆地延綿～1000公里長(zhǎng)的紅河斷裂被認(rèn)為是這些大規(guī)模走滑斷裂中一條規(guī)模巨大的斷裂。因此，精細(xì)探測(cè)紅河斷裂的屬性（幾何結(jié)構(gòu)、變形樣式和深度延伸）是揭露青藏高原物質(zhì)向東南方向逃逸過(guò)程的關(guān)鍵。
圖1青藏高原東南緣（a）與鶯歌海盆地（b）的構(gòu)造與地形圖。深反射地震剖面AB位于海南島西南部、南海西北部的鶯歌海盆地，呈南北走向，跨過(guò)紅河斷裂在鶯歌海延伸的北部分支（即鶯東斷裂和一號(hào)斷裂），長(zhǎng)度～260公里。深反射地震剖面BC近東西向，長(zhǎng)度～100公里。Tibetan Plateau:青藏高原；South China Block:華南；SCS：南海；YGB：鶯歌海盆地；Indochina Block:印支塊體；Vietnam:越南；China:中國(guó)；Beibuwan Basin:北部灣盆地；Hainan:海南；Qiongdongnan Basin:瓊東南盆地；Yingxi Fault：鶯西斷裂；Yingdong Fault:鶯東斷裂；No.1 Fault:一號(hào)斷裂；Littoral Fault:濱海斷裂帶。
位于南海西北部與海南島西南部的鶯歌海盆地由于其巨厚的沉積覆蓋，完整保留了紅河斷裂的運(yùn)動(dòng)歷史，是探測(cè)紅河斷裂結(jié)構(gòu)屬性的最佳區(qū)域（圖1）。近期，中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院高銳院士團(tuán)隊(duì)通過(guò)深反射地震剖面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、速度建模與地震成像方法的創(chuàng)新，在鶯歌海獲取了高分辨率深達(dá)40公里的反射地震剖面（共約360公里長(zhǎng)）（圖2與圖3）。深反射地震圖像首次揭示了鶯歌海盆地下方的精細(xì)地殼結(jié)構(gòu)、殼幔邊界（即莫霍面）形態(tài)以及紅河斷裂結(jié)構(gòu)屬性。
圖2 (a)未解釋的深反射疊前時(shí)間偏移剖面AB。紫色三角形指向莫霍面反射信號(hào)。藍(lán)色方框標(biāo)記了紅河斷裂北支一號(hào)斷裂下方地殼內(nèi)部不連續(xù)與錯(cuò)斷的反射同相軸，指示了紅河斷裂（即一號(hào)斷裂）的剪切作用形成了該區(qū)域復(fù)雜的反射地震信號(hào)。(b)解釋的深反射疊前時(shí)間偏移剖面AB。紅色（實(shí)線和虛線）表示解釋的深大斷裂。不同顏色的細(xì)虛線標(biāo)記了地層邊界。藍(lán)色實(shí)線和虛線代表解釋的沉積盆地基底。黑色實(shí)線和虛線代表解釋的莫霍面邊界。較粗的淺藍(lán)色虛線代表上地殼和下地殼的邊界。粉紅色箭頭指示巖漿侵入的可能路徑，粉紅色虛線表示巖漿侵入的頂部。Basement:沉積盆地基底;Upper crust:上地殼；Lower crust:下地殼；Moho:莫霍面；No. 1 Fault: 一號(hào)斷裂,即紅河斷裂在鶯歌海的北支；Yingdong Fault:鶯東斷裂；Intrusions:巖漿侵入；Upper mantle:上地幔。(c)與圖2b類似，但是為疊前深度偏移剖面AB。圖中數(shù)字代表地殼厚度。
圖3 (a)未解釋的深反射疊前時(shí)間偏移剖面BC。 (b)解釋的深反射疊前時(shí)間偏移剖面BC。(c) 與圖3b類似，但是為疊前深度偏移剖面BC。圖中文字與符號(hào)說(shuō)明與圖2一致。
獲取的深反射地震圖像觀測(cè)到鶯歌海紅河斷裂下方的下地殼與莫霍面復(fù)雜的（旋轉(zhuǎn)、陡傾與不連續(xù)）反射特征，表明紅河斷裂的剪切已經(jīng)作用至下地殼，乃至上地幔，為紅河斷裂是一條貫穿地殼的深大斷裂提供了直接的地震學(xué)證據(jù)。結(jié)合斷裂作用與地層時(shí)間關(guān)系，本研究進(jìn)一步推斷，紅河斷裂在漸新世-早中新世期的大尺度左旋走滑剪切運(yùn)動(dòng)造成了印支地塊的向東南方向逃逸。伴隨著印支地塊的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、拉伸和減薄了大陸，其地殼減薄了50%以上，最終形成了鶯歌海盆地（圖4）。本研究結(jié)果表明：在印度與亞洲發(fā)生碰撞后的早期階段，青藏高原變形是以沿著巖石圈深大斷裂的整體物質(zhì)逃逸為主導(dǎo)。該研究也能為認(rèn)識(shí)鶯歌海的形成及其構(gòu)造與溫度演化歷史以及石油天然氣的形成與聚集提供重要的基礎(chǔ)。
圖 4 紅河斷裂剪切與鶯歌海盆地形成的示意圖。Plate motion vector: 板塊運(yùn)動(dòng)方向（紅色箭頭）；South China Block: 華南；Red River Fault：紅河斷裂；Yingxi Fault：鶯西斷裂；Yingdong Fault:鶯東斷裂；No.1 Fault:一號(hào)斷裂；Indochina Block:印支塊體。藍(lán)色箭頭代表印支塊體旋轉(zhuǎn)方向；紅色實(shí)線和虛線代表紅河斷裂。黑色箭頭代表紅河斷裂運(yùn)動(dòng)方向。藍(lán)色菱形為鶯歌海盆地。
該研究成果以“Seismic reflection imaging of?a deep-penetrating Red River Fault in the Yinggehai Basin, northwest of the South China Sea”為題發(fā)表在國(guó)際地球科學(xué)知名期刊Geophysical Research Letters上，中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院李倫副教授為第一作者、盧紹平教授為通訊作者、高銳院士為共同作者。
