造山带和盆地作为大陆地质中最为基本的构造单元,在形成和时空演化上具有密切的关系,新生代以来在鄂尔多斯地块和阿拉善地块接触区发生了贺兰山的快速隆升及银川盆地的快速沉降,形成了鄂尔多斯地块周缘地貌差异最为剧烈的构造区之一,山脊相对于盆地的高差达到2000m以上,贺兰山-银川盆地是中国大陆最为典型的盆山构造区。
中国地震局地质研究所詹艳研究员课题组(赵凌强、孙翔宇、詹艳、韩静、杨海波、王培杰、刘雪华等)使用5条完全覆盖贺兰山-银川盆地不同区段的大地电磁剖面数据进行联合三维反演计算,获得了全区域的地壳上地幔尺度精细三维电性结构信息,综合其他地球物理资料以及地壳形变场等资料,获得如下认识:
(1)贺兰山-银川盆地及其临近区域内各主要地块间的电性结构特征存在着东西横向分块的特点,黄河断裂与贺兰山东麓断裂在东西两侧以电性边界带的形态分割了鄂尔多斯地块、银川盆地和贺兰山。
(2)两个主要地块单元阿拉善地块和鄂尔多斯地块显示为明显的层状电阻率结构样式,贺兰山和银川盆地表现为典型的山脉高阻体和盆地低阻体的盆山构造特征,其中银川盆地北部存在着延伸至上地幔的大规模低阻结构,该低阻结构可能代表着幔源物质上涌活动。
(3)贺兰山-银川盆地系统是在区域拉张作用下形成的活动构造带,形成除了受青藏高原、阿拉善和鄂尔多斯三个地块的互相作用影响之外,还主要受银川盆地下方异常地幔活动控制,是深部地幔热物质底侵伴随重力作用的上涌分流以及区域构造应力再分配等联合作用在地表的反映,这可能是引起1739年平罗8级地震发生的主要动力学原因。
该研究成果近期以中英双语的形式在线发表于地学领域权威期刊《Science China Earth Sciences》和《中国科学.地球科学》上。论文出版信息如下:
Zhao L, Sun X, Zhan Y, Han J, Yang H, Wang P, Liu X. 2023. Characteristics of the three-dimensional deep electrical structure in the Helan Mountains-Yinchuan Basin and its geodynamic implications. Science China Earth Sciences, , 66(3): 505–520,
赵凌强,孙翔宇,詹艳,韩静,杨海波,王培杰,刘雪华. 2023.贺兰山-银川盆地三维深部电性结构特征及其地球动力学意义.中国科学:地球科学, 53, doi: 10.1360/SSTe-2022-0025
该研究得到了国家重点研发计划(2018YFC1504103)、国家自然科学基金面上项目(41474057)联合资助
图1. (a)研究区区域位置示意图(图中白色箭头代表下地壳流模型图;黑色箭头代表鄂尔多斯地块逆时针旋转方向).
(b)贺兰山-银川盆地地貌与大地电磁测点位置图(图中红色箭头代表研究区区域应力分布,黑色虚线方框为贺兰山-银川盆地核心区)
图2. 研究区三维地壳运动场分布图(a)和三维反演获取的5条剖面的深部电性结构切面图(b、c、d、e、f)以及GPS速度分解图(g、h)