西秦岭构造带地壳结构特征

■宋向辉

（中国地震局地球物理勘探中心　河南　郑州　450000）

西秦岭构造带地壳结构特征

■宋向辉

（中国地震局地球物理勘探中心河南郑州450000）

西秦岭构造带以西秦岭北缘断裂、玛沁-玛曲断裂等为界，与周围松潘地块、柴达木块体等分隔，是青藏高原东北缘重要的地质构造单元。华北和扬子地块分别沿现秦岭南北边界相向向秦岭之下俯冲，造成了西秦岭构造带现今南北部反向向外逆冲推覆呈扇形的构造形态。西秦岭构造带西秦岭构造带内地壳厚度自西南向东北逐渐减小，具有较低的地壳速度，壳内低速体发育，表现出青藏高原东北缘过渡带的特征；西秦岭构造带内莫霍界面呈南北向平坦变化趋势，可能与西秦岭构造带后期经历了强烈的伸展有关。西秦岭构造带地壳厚度明显增厚，可能与松潘地块下地壳向西秦岭构造带俯冲下插有关，而陇西块体可能也有往西秦岭构造带深部俯冲下插的趋势。

西秦岭构造带过渡带莫霍面俯冲下插

1　西秦岭构造带地质概况

西秦岭构造带是青藏高原东北缘重要的地质构造单元，南部以玛沁-玛曲断裂为界，北部以西秦岭北缘断裂为界，分别与松潘地块和陇西地块相隔，是众多地块以及造山带的交界地带 (张旗等，2009b;冯益民等2003;闫臻等，2012；徐学义等，2014）。

现今西秦岭地表构造格架，是以区域性的北西西走向的玛沁断裂和西秦岭北缘断裂为构造边界，以构造带内的次级断裂带所分割的由北而南依次推覆叠置的逆冲推覆体为特征。根据西秦岭断裂构造发育特点，把该地区断裂构造系统自北而南分为：西秦岭北缘断层系、临潭一岷县宕昌断层系、白龙江断层系和文县一武都断层系（郭进京等，2009）。西秦岭构造带内断层发育，复杂的断裂系统对该区域的应力调节起到了重要的作用，边界断裂上大地震较少发生，而岷县-宕昌断裂等次级断裂则是应力易于集中的部位，地震频发。

1.1西秦岭构造带边界断裂

西秦岭构造带北界为西秦岭北缘断裂，与陇西地块相隔；南界为玛沁-玛曲断裂，与松潘地块相隔。

西秦岭北缘断裂带：

西秦岭北缘断裂带走向近东西向，是秦岭地槽褶皱系与祁连地槽褶皱系的分界断裂,为亚一级地质构造界线,也是中国内陆的主要超壳断裂带之一（郭守年等，1997；郭进京等，2013；王杰等，2014）。

地质方面，西秦岭北缘断裂带经历了多期次强烈构造运动，断裂带两侧岩性说明断切深度已达上地幔；地球物理方面，该断裂带两侧地壳速度、重力、航瓷、地热等都存在明显差异；地震活动性方面，该断裂带中段地震活动频繁，是孕育地震的活动断裂段（董治平等，1996）。

玛沁-玛曲断裂：

玛沁-玛曲断裂为东昆仑断裂带东段断裂，整体走向NWW，倾向SW，为西秦岭段南缘一条区域性大断裂，是北部西秦岭褶皱带和南部松潘-甘孜褶皱带的分界线（邓宾等，2007）。

1.2秦岭造山带构造演化

秦岭造山带是在华北、秦岭、扬子三板块依次沿商丹和勉略两条缝合带由南向北俯冲碰撞下，奠定了秦岭造山带各块体之间的基本构造格局,并由于后造山期强烈的陆内造山作用的叠加改造，形成了秦岭构造带今天的复杂面貌。

从图1所示的地层接触关系可以看出，秦岭构造带现今南北部分别反向向外逆冲推覆，呈扇形抬起。该构造形态是在主造山构造基础上，后期造山改造过程中，北部的华北地块和南部的扬子地块分别沿现秦岭南北边界相向向秦岭之下俯冲而造成的（张国伟等，1997）。

2　西秦岭构造带地壳结构

西秦岭构造带的基本地壳结构是南北两侧华北和扬子块体向秦岭之下成壳幔型俯冲，导致秦岭成扇状抬起（张国伟等，1997）。

图1　西秦岭构造带典型地震记录截面

如图1所示，西秦岭构造带内震相复杂，可识别出多组壳内反射震相及基底与莫霍面的折射震相。基底折射波视速度小，Pg波到时明显滞后，反映了西秦岭地区覆盖较厚，表现为典型的造山带地震波特征；壳内反射波振幅较强，表明西秦岭构造带地壳内部存在较大的速度差异，可能存在低速体；莫霍面反射与折射震相都较为清楚可靠，表明莫霍面可能保存较为完整，且界面较平坦。

西秦岭构造带内一维地壳速度结构拟合结果（图2）显示，西秦岭构造带地壳厚度在48km左右，且穿过西秦岭构造带的南北方向地壳厚度变化较小。

周民都（2000）指出西秦岭构造带内地壳低速层普遍存在，深度约在20-22km左右。西秦岭构造带的一维地壳速度拟合结果显示，该区域在20-25km深度的中地壳内低速体发育，与前人研究结果较为一致。壳内速度明显偏低，壳内结构复杂，表现出青藏高原东北缘过渡带的特征（姚志祥等，2014）。

图2　西秦岭构造带一维地壳速度拟合

西秦岭构造带一维地壳速度拟合结果显示，西秦岭构造带深部Pn震相（莫霍面折射波）清楚可靠，正演结果与观测数据拟合良好，反映了构造带深部莫霍界面呈南北向平坦变化的趋势。较平的莫霍面可能与西秦岭构造带后期经历了强烈的伸展有关，表明了西秦岭构造带在高原隆升后经历了强烈的伸展减薄作用（高锐等，2006；王海燕等，2014；）。

3　西秦岭构造带与周围块体接触关系

3.1西秦岭构造带与松潘地块接触关系

玛沁-玛曲断裂将北部西秦岭构造带和南部松潘构造带一分为二。西秦岭以一系列近东西向延伸指向南的弧形逆冲推覆构造为主导,而松潘部分则以平行边界的三向俯冲和三向弧形逆冲推覆构造为特色（张国伟等，2004）。

松潘地块又称为“松潘-甘孜褶皱带”，大致呈三角形，位于中国大陆中央腹地。松潘地块既不属于克拉通类型，也不属于典型的造山带类型。它可能代表一种过渡类型，即早期经历（与扬子陆块同期）基底形成阶段，但未完成克拉通化过程，晚古生代-中三叠世从扬子克拉通裂离出来，晚三叠世接受沉积，新生代被卷入造山的陆块，若尔盖盆地为其保存相对完整的残余部分（李秋生等，2009）。

松潘-西秦岭深地震反射地震剖面显示（王海燕等，2007,2014；高锐等，2006），若尔盖盆地中部下方大约在6.00 s左右存在一个大陆地块,受到两侧的挤压作用形成微隆起,其南侧发育强烈向北的逆冲推覆构造,北侧向北倾斜插入到西秦岭造山带之下。深反射剖面上的地震反射特征揭示了西秦岭构造带与松潘地块的接触关系，即松潘地块深部俯冲下插至西秦岭构造带下方。

3.2西秦岭构造带与陇西地块接触关系

陇西地块是由黄汲清先生在《中国主要地质构造单位》一书中率先提出的，位于甘肃六盘山和洮河之间，是一巨大的风成黄土高原。陇西地块被西秦岭北缘断裂（天水-宝鸡段）和海原断裂（陇县-宝鸡段）所夹持，是一个在构造和地貌上极为独特的地质体，在中生代晚期和第三纪就为一大内陆盆地，其基底在前华里西期就已硬化，与周围的秦岭等地块构造性质截然不同。

青海门源-福建宁德地学断面测线通过该地块北部，研究认为其上地壳底部有一高导低速层，上地壳厚达23km，而下地壳最薄处仅17km。地壳P波速度平均较低，反映中下地壳上隆，与隆起的地形呈正相关，即该地块显然缺乏“山根”，分层界线呈自下而上的仰冲推覆形态。从现今地块隆起的山势取向、地形地貌形态和高程分布来看，整个地块确有北仰南俯和东升西降的大模样（刘锁旺等，1997）。即陇西地块在南部向西秦岭构造带深部俯冲下插，

4　结果与认识

西秦岭构造带是青藏高原东北缘重要的地质构造单元，与周围块体以西秦岭北缘断裂、玛沁-玛曲断裂为界，构造边界清晰。西秦岭构造带内的次级断裂系统形成了该构造带内复杂的逆冲叠覆面貌，而且这些断裂吸收调节了区域边界断裂上块体的走滑量，导致这些断裂附近构造应力易于集中，地震频发。

华北和扬子地块分别沿现秦岭南北边界相向向秦岭之下俯冲，造成了该构造带反向向外逆冲推覆，呈扇形的构造形态。

西秦岭构造带的地震记录界面与一维速度结构拟合结果显示，西秦岭地壳厚度在48km左右，壳内结构复杂，低速体发育，高低速相间，具有明显的青藏高原东北缘过渡带特征；清晰可靠的Pn震相揭示了西秦岭构造带深部莫霍面较为平坦，可能与秦岭构造带后期经历了强烈的伸展减薄作用有关。

深反射地震剖面显示南部的松潘地块具有北倾的强反射特征，可能揭示了松潘地块向北俯冲进入西秦岭构造带深部；而北部的陇西地块可能也有往西秦岭构造带深部俯冲下插的趋势。

本文所讨论的西秦岭构造带的地壳结构特征,主要是根据目前所掌握的资料以及对前人成果认识的基础上进行的初步研究和解释。不同块体之间的接触关系非常复杂，限于本文的范围,特别是作者水平有限,一些重大地质问题的认识有待进一步深化和证实。

[1]邓宾等.西秦岭南缘玛曲断裂中段构造特征及其意义 [J].四川地质学报.2007，27（4）：233-238

[2]董治平等.西秦岭北缘断裂带的深部构造特征及其与地震活动的关系 [J].内陆地震. 1996.10（3）：224-234

[3]高锐等.松潘地块若尔盖盆地与西秦岭造山带岩石圈尺度的构造关系-深地震反射剖面探测成果 [J].地球学报.2006,27(5):411-418

[4]李秋生等.由地震测深剖面揭示的地壳结构探讨松潘地块基底属性 [J].中国地球物理2009：386

[5]王海燕.青藏高原松潘-西秦岭-临夏盆地神地震反射剖面-采集、处理与初步解释[J].地球物理学报.2014.57(5):1451-1459

[6]徐学义等.西秦岭北缘花岗质岩浆作用及构造演化 [J].岩石学报.2014.30(2)：371-389

[7]闫臻等.西秦岭楔的构造属性及其增生造山过程 [J].岩石学报.2012.28（6）：1808-1828

[8]张国伟等.中国大陆构造中的西秦岭-松潘大陆构造结 [J].地学前缘.2004,11（3）：23-30

P313.2[文献码]B

1000-405X（2016）-9-107-2

宋向辉（1988～），助理工程师，研究方向为深地震测深宽角反射/折射资料的处理与解释。