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中国大陆处于西伯利亚板块南缘、西南受到印度板块的碰撞挤压作用,东面受太平洋板块俯冲作用影响,是一个以塔里木、华北、扬子三个古板块为核心,与准噶尔、柴达木、羌塘等多个古板块经过多期聚合而形成的大陆块体。
本文通过对中国大陆地区的航磁△T异常场数据的处理及异常特征的分析,探讨了不同地区的航磁异常特征及其与构造应力场的关系,揭示了在印度-欧亚板块碰撞和西太平洋俯冲作用下,中国大陆各块体的构造响应差异及其演化的地球动力学机制。获得的认识如下:
1.航磁异常特征表明,研究区具有显著的分块特征,反映了中国大陆鲜明的板块拼贴特点。
2.研究区的航磁异常特征方向主要有NE、NW、EW和NS四组,其中NE、EW向是主构造方向,代表了前寒武纪克拉通块体的拼合及太平洋板块和印度板块俯冲作用的影响;东部的NW向构造跟秦岭造山带有关,西部的NW向构造与青藏高原隆升相关;NS向构造集中在东经100°附近,是青藏高原东缘构造的反映。多方向航磁异常的叠合,表征了研究区构造演化的继承性和叠加性。
3.塔里木、鄂尔多斯、四川、准噶尔、柴达木等块体的刚性特征在航磁上表现为块体内部宽缓延伸的区域异常;表现在构造应力变形上是块体内部变形弱,块体边界变形强烈,断裂、褶皱及构造软弱带也多在块体周边发育;表现在构造演化上是块体内部较少受后期构造叠加,块体外围后期改造作用明显。
4.在构造应力的作用下,刚性块体边界多发育走滑构造带、挤压构造带、裂谷拉张、推覆构造等线性构造,可引起条带状正异常、串珠状异常等线性航磁异常特征。
5.盆山耦合构造的差异会产生不同的磁异常特征:块体双向俯冲的“V”型耦合关系表现为正高异常特征;“层间插入与俯冲消减”的块体边缘表现为负磁异常特征。
6.不同的应力条件会表现出不同的航磁异常特征:青藏高原受印度板块挤压作用隆升,表现为弱磁异常特征,可能与岩石圈较薄、升温去磁及下地壳物质流动有关;华北东部受西太平洋俯冲弧后拉张,表现为较高的航磁异常特征,可能与结晶基底、碰撞挤压、岩浆活动及后期的拉张环境有关。
7.印度板块俯冲作用下的构造变形分量在不同块体的差异与磁异常特征有较好的吻合,它们透露出了类似的动力学差异。青藏高原的构造缩短方向与磁异常延伸方向正交。刚性块体内部几乎没有构造缩短,与宽缓稳定的磁异常特征一致。造山带的挤压缩短与走滑位移在变形分量和磁异常特征上都有相应的不同反应。刚性块体对运动和应力的阻挡作用在鄂尔多斯和四川盆地东西两侧有所反映。