本書系我國“第二次青藏高原綜合科學(xué)考察”之任務(wù)七“高原生長與演化”所屬專題一“關(guān)鍵地區(qū)巖石圈精細(xì)結(jié)構(gòu)與淺部響應(yīng)”自2019年起在青藏高原北部開展地球物理科學(xué)考察的總結(jié)性專著。由中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所牽頭，中國科學(xué)院青藏高原研究所、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中山大學(xué)、吉林大學(xué)等多家單位工作在青藏高原一線的科研人員合作完成。全書共6章，內(nèi)容包括青藏高原北部科學(xué)考察的意義、目標(biāo)及內(nèi)容;青藏高原北部地質(zhì)概況;青藏高原北部地殼結(jié)構(gòu)探測;青藏高原北部巖石圈地幔結(jié)構(gòu)觀測:塔里木-阿爾金盆山耦合與深部變形機(jī)制:青藏高原北部深部結(jié)構(gòu)與資源、環(huán)境效應(yīng)等。本書展示了通過科考獲得的寶貴第一手探測數(shù)據(jù)與綜合研究主要成果，為研究青藏高原北部生長機(jī)制和資源能源開發(fā)提供了重要的科學(xué)支撐。

本書所述的青藏高原北部典型地區(qū)主要包括松潘–甘孜–可可西里地體、昆侖–柴達(dá)木地體、金沙江縫合帶、阿尼瑪卿–昆侖縫合帶、阿爾金斷裂帶等重要的構(gòu)造單元和邊界縫合帶。青藏高原北部典型地區(qū)不僅是打開特提斯構(gòu)造演化的鑰匙，也是研究高原北部隆升與擴(kuò)展及其資源環(huán)境效應(yīng)的關(guān)鍵地區(qū)。以深地震反射剖面為先鋒的高分辨率地震學(xué)技術(shù)是探測深部結(jié)構(gòu)最精細(xì)和有效的方法之一。由于惡劣的自然條件，以往沒有完成對可可西里關(guān)鍵區(qū)深部巖石圈的精細(xì)探測，故留下一個(gè)青藏高原深地震反射剖面探測的空白區(qū)，嚴(yán)重制約了人們對高原北部巖石圈精細(xì)結(jié)構(gòu)的了解和認(rèn)識，難以形成揭露深部地質(zhì)作用如何制約和影響淺表構(gòu)造活動的重要成果，從而影響了對重大地震、地質(zhì)災(zāi)害、大陸碰撞成礦等資源環(huán)境緊密相關(guān)科學(xué)問題的解決，延緩了人們對破解青藏高原如何影響人類生存環(huán)境與變化這一世人關(guān)注的重大科學(xué)問題的突破。開展青藏高原北部地球物理科學(xué)考察，采用最先進(jìn)的技術(shù)手段獲取巖石圈精細(xì)結(jié)構(gòu)，對研究高原北部的隆升與擴(kuò)展的動力學(xué)機(jī)制，探尋支撐青藏高原資源潛力的深部奧秘，探究殼幔過程制約淺表構(gòu)造、如何影響地質(zhì)災(zāi)害與地震活動，以及氣候環(huán)境的變遷等系列科學(xué)發(fā)展問題，將起到積極的作用。

2019年啟動的第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究之任務(wù)七“高原生長與演化”的專題一“關(guān)鍵地區(qū)巖石圈精細(xì)結(jié)構(gòu)與淺部響應(yīng)”選擇青藏高原北部典型的可可西里關(guān)鍵區(qū)和阿爾金關(guān)鍵區(qū)，采用一流的探測技術(shù)，如高分辨率深地震反射剖面、寬頻帶地震觀測、大地電磁測深剖面、短周期密集地震臺陣等技術(shù)方法，探測巖石圈精細(xì)結(jié)構(gòu)與深部構(gòu)造，使用構(gòu)造平衡剖面技術(shù)，編制高分辨率的巖石圈尺度深部構(gòu)造斷面，結(jié)合數(shù)值模擬，構(gòu)建動力學(xué)模型，綜合周邊地區(qū)以往探測研究成果，揭露深部地質(zhì)作用如何制約和影響淺表構(gòu)造活動。

本書系統(tǒng)總結(jié)了青藏高原北部關(guān)鍵地區(qū)地質(zhì)概況、深地震反射剖面、短周期密集臺陣、寬頻帶地震臺陣、大地電磁剖面等地球物理科學(xué)考察的數(shù)據(jù)采集和處理情況，對青藏高原北部地殼結(jié)構(gòu)、巖石圈地幔結(jié)構(gòu)、電性結(jié)構(gòu)、盆山耦合特征和變形機(jī)制、庫木庫里盆地油氣勘探遠(yuǎn)景等提出新認(rèn)識，科學(xué)考察成果為探索青藏高原北部高原生長機(jī)制和資源能源開發(fā)提供了重要科學(xué)支撐。

青藏高原北部地貌特征

塔里木下地殼底沖至青藏高原下方模型圖

本書是第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究重要成果之一，系統(tǒng)介紹了在青藏高原北部關(guān)鍵區(qū)采用一流的探測技術(shù)開展地球物理科學(xué)考察的成果。利用多學(xué)科交叉融合的方法，揭露了巖石圈深部精細(xì)結(jié)構(gòu)，探索了多圈層相互作用及其對資源環(huán)境的響應(yīng)。獲得的新發(fā)現(xiàn)主要認(rèn)識如下。

（1）利用高分辨率深地震反射剖面清晰顯示出青藏高原北部可可西里關(guān)鍵區(qū)中下地殼(雙程時(shí)間6s以下)的結(jié)構(gòu)特征。在羌塘地體北部唐古拉逆沖斷裂系下向北傾斜的下地殼，與可可西里地體南緣向南傾斜的下地殼相向匯聚。這種下地殼相向傾斜的反射模式，刻畫出北羌塘地體下地殼與可可西里下地殼發(fā)生面對面匯聚行為，并且在匯聚區(qū)形成了漏斗形的莫霍面，反映印度板塊與歐亞板塊巖石圈前緣相向匯聚（握手）的深部過程。

（2）寬頻帶地震觀測發(fā)現(xiàn)不同構(gòu)造塊體巖石圈下部速度結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的橫向不均勻性，且呈現(xiàn)明顯的分塊特征。阿爾金斷裂帶西北側(cè)的塔里木盆地下方50~200km深度范圍都呈現(xiàn)明顯的高速異常，且從北向南呈條帶狀分布，可能反映相對冷的剛性巖石圈向青藏高原北部俯沖。東南側(cè)的庫木庫里盆地表現(xiàn)為顯著的低速異常，可能反映了軟流圈熱物質(zhì)的上涌和侵蝕作用。昆侖斷裂帶北側(cè)的祁曼塔格斷裂下方50~200km深度范圍整體表現(xiàn)為明顯的低速異常，而南側(cè)的松潘–甘孜–可可西里塊體下方50~400km深度范圍表現(xiàn)為明顯的高速異常。羌塘地體呈現(xiàn)高、低速異常交替分布的特征，且由北向南呈條帶狀分布，高速異常從50km深處一直向下延伸至400km左右，低速異常區(qū)主要分布于金沙江縫合帶附近，深度范圍50~200km。

（3）建立了青藏高原北部關(guān)鍵區(qū)三維反演電阻率模型，刻畫了100km以淺巖石圈尺度的電性特征。其中羌塘地體北部發(fā)育有向南傾斜的高導(dǎo)體，在金沙江縫合帶下方發(fā)育有大規(guī)模的高導(dǎo)體并延伸到地幔?？煽晌骼锏伢w下方的高導(dǎo)體具有向北傾斜的特征。過阿尼瑪卿縫合帶，昆侖–柴達(dá)木地體南部存在從可可西里地體向北滲透的高導(dǎo)體，北昆侖–柴達(dá)木地體地殼具有高阻的特征。阿爾金斷裂帶下方存在向南傾斜的高導(dǎo)體，而塔里木盆地中下地殼整體具有較高的電阻率，淺部上地殼具有低阻的特征。金沙江縫合帶的下方向深部延伸的高導(dǎo)體說明金沙江縫合帶下方可能正發(fā)生著印度與亞洲板塊巖石圈的匯聚，這可能是古縫合帶活化的驅(qū)動機(jī)制，而中下地殼大規(guī)模部分熔融的高導(dǎo)體為巖石圈匯聚在深部的物質(zhì)響應(yīng)。

（4）利用短周期密集臺陣方法在羌塘地體下方觀測到連續(xù)的莫霍面，深度約為65km，幾何形態(tài)較為平坦；在金沙江縫合帶北部的可可西里地體內(nèi)部，莫霍面逐漸變淺，約為60km?？煽晌骼锏伢w下方的莫霍面弱振幅可能指示該區(qū)域殼幔物質(zhì)差異性比羌塘地體小，暗示可可西里地體下方地殼與地幔物質(zhì)發(fā)生了強(qiáng)烈交換。

（5）利用短周期密集臺陣數(shù)據(jù)，通過接收函數(shù)方法，獲取了阿爾金斷裂帶東段精細(xì)地殼結(jié)構(gòu)。塔里木下地殼俯沖到青藏高原下方約75km深層，同時(shí)發(fā)生部分榴輝化。在阿爾金山脈下方兩個(gè)南傾界面代表了逆沖的北阿爾金斷裂帶及其分支斷裂。斜向匯聚導(dǎo)致上地殼物質(zhì)沿逆沖斷裂擠出，形成阿爾金山脈，并得到低波速比的印證。莫霍平衡剖面表明自晚中新世以來，阿爾金山脈發(fā)生了顯著的陸內(nèi)變形。

（6）通過對庫木庫里盆地縱波（P波）速度和反射地震成像結(jié)果，綜合地表地質(zhì)等資料對庫木庫里盆地的地層層序和構(gòu)造變形進(jìn)行解析，認(rèn)為庫木庫里盆地呈“兩拗夾一隆”形態(tài)，是以漸新–上新統(tǒng)沉積為主體的陸相走滑–壓陷盆地，保留少量古生界沉積，盆地結(jié)晶基底最深處約為9000m；盆地兩翼保留了較連貫的沉積序列，中部沉積層劇烈變形，形成復(fù)雜反射波組。庫木庫里盆地沉積地層、烴源巖、儲集、蓋層條件與北部緊鄰的柴西緣油田十分相似，建議相關(guān)部門可進(jìn)一步開展勘探工作，如能獲得突破，有望在較小成本投入下擴(kuò)大現(xiàn)有油田產(chǎn)能。

（7）發(fā)現(xiàn)了印度大陸沿喜馬拉雅造山帶呈現(xiàn)東西向的差異性俯沖形態(tài)和巨型碰撞區(qū)的發(fā)育。闡明了塔里木盆地順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動學(xué)特征和動力學(xué)機(jī)制，探討了盆山原構(gòu)造變形對西部水汽通道關(guān)閉和中國西北部干旱沙漠化超前進(jìn)程的制約。

青藏高原北部可可西里關(guān)鍵區(qū)深地震反射剖面位置圖

庫木庫里盆地地層變形特征

可可西里關(guān)鍵區(qū)深地震反射剖面（經(jīng)過常規(guī)初步處理的中炮與大炮疊前偏移數(shù)據(jù)）

［圖（b）為未解釋的線條圖，圖（c）勾畫出主要構(gòu)造線，描述了地殼構(gòu)造框架］

內(nèi)容介紹

正文部分各章基本內(nèi)容如下：

第1章為引言，主要介紹青藏高原北部地球物理科學(xué)考察意義、目標(biāo)任務(wù)和研究內(nèi)容。由高銳、盧占武主筆。

第2章為青藏高原北部地質(zhì)概況，主要概述青藏高原北部關(guān)鍵區(qū)主要構(gòu)造縫合帶、斷裂帶、構(gòu)造地體、主要盆地等基本地質(zhì)構(gòu)造情況。由郭曉玉、盧占武主筆。

第3章為青藏高原北部地殼結(jié)構(gòu)科學(xué)考察，主要介紹通過深地震反射剖面、短周期密集臺陣、構(gòu)造地質(zhì)剖面科學(xué)考察獲得的地殼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。由盧占武、李文輝、李倫、郭曉玉、王光文、陳司主筆。

第4章為青藏高原北部巖石圈地幔結(jié)構(gòu)科學(xué)考察，主要介紹利用寬頻帶地震觀測、大地電磁測深獲得的巖石圈地幔結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。由徐強(qiáng)、田有、韓江濤、康建強(qiáng)主筆。

第5章為塔里木–阿爾金盆山耦合與深部變形機(jī)制，主要介紹塔里木–阿爾金關(guān)鍵區(qū)地殼結(jié)構(gòu)、微震活動性等方面的科考成果，由徐濤、武澄瀧主筆。

第6章為青藏高原北部深部結(jié)構(gòu)與資源環(huán)境效應(yīng)，主要介紹首次獲得的庫木庫里盆地地殼尺度精細(xì)結(jié)構(gòu)及其相關(guān)油氣資源遠(yuǎn)景，探討了青藏高原北部關(guān)鍵區(qū)盆山構(gòu)造變形對西部水汽通道關(guān)閉和中國西北部干旱沙漠化超前進(jìn)程的制約。由李文輝、盧占武、趙俊猛主筆。

全書統(tǒng)稿編排匯總由高銳、盧占武、陳司、王光文等完成。

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本書內(nèi)容系統(tǒng)全面、資料嚴(yán)謹(jǐn)翔實(shí)、結(jié)構(gòu)邏輯嚴(yán)密，推動了青藏高原北部生長和擴(kuò)展機(jī)制的深入研究。本書可供地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)等專業(yè)的科研、教學(xué)相關(guān)人員參考使用。

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本文摘自科學(xué)出版社2025年11月出版《青藏高原北部巖石圈精細(xì)結(jié)構(gòu)與地球動力學(xué)》一書，內(nèi)容有刪節(jié)。標(biāo)題為編者所加。

（本文編輯：崔妍cuiyan@mail.sciencep.com）

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