岩石圈的分层结构性质

三江地区岩石圈的分层流变现象十分显著，是具有多层结构及复杂流变学行为的“弹-塑-粘”性流变体。

岩石圈内水平流变层的成因动力学问题，是一个有待深入研究的前沿领域。综合水平流变层的地球物理特点后，可以判断这一软层决不只是物质组成和地质作用可以概括的，水平流变层的应力条件也决定了壳内软弱层的形成深度和厚度（宋传中等，1998）。

云南及邻区进行过5条人工地震测深剖面的工作，即云南遮放至马龙地学断面上的遮放-宾川、洱源-江川和晋城-马龙3条测线，以及丽江-者海地震测深剖面和思茅-中甸地震测深剖面（图4-1、图4-2）。地震测深研究结果表明，云南地区地壳、上地幔速度结构横向变化非常显著，地壳速度结构以3层结构为主（阚荣举等，1986），图4-1、图4-2 给出了两条人工地震测深剖面的结果。

图4-1是东西向的丽江-攀枝花-者海剖面（熊绍柏等，1993），横穿扬子板块的盐源-丽江坳陷、滇中坳陷、康滇古隆起、滇东坳褶带。由图可以看出，本区的地壳、上地幔速度结构横向变化非常显著，地壳速度结构以3层结构为主。在18 km以上是一个统一的高速体，速度达到6.00～6.25 km/s，在测线中段的攀枝花一带下方，速度等值线显示出明显的高速隆起构造，其下部有一个由6.25 km/s等值线所圈闭的高速区。中地壳的上部是一速度比较均匀的层，其速度为6.30～6.40 km/s，层厚约10～11 km；中地壳的下部为厚约9 km的低速层，其速度为5.50～5.70 km/s。下地壳只有一层，速度变化范围在 6.6～6.8 km/s之间。该测线显示的莫霍面深度为52～53.7 km。在永胜以东，莫霍面有一局部隆起。中下地壳之间的壳内软弱层在本区普遍存在。

图4-1 丽江-者海地震测深剖面

图4-2是南北向的思茅-中甸剖面。依次穿过印支板块的兰坪-思茅陆块和扬子板块的盐源-丽江坳陷，在该剖面上显示，莫霍面深度由南向北变化很大，从思茅附近的 38 km向北到中甸附近的58 km地壳速度变化剧烈，大致在大仓附近分为南北两段。南段：地壳平均速度为6.17～6.25 km/s；上地壳的厚度较大，两个分层的总厚度为15～20 km，速度范围为5.90～6.30 km/s；中地壳厚度较小为6～8 km，速度在6.40～6.50 km/s，几乎是一个均匀层；下地壳是一个弱梯度带，速度为6.80～6.90km/s。北段：地壳平均速度增大至6.45 km/s；上地壳速度比南段高，为6.10～6.60 km/s；而中地壳速度基本保持不变，也为6.40 km/s；下地壳同样为一弱梯度层，速度在 6.70～7.10 km/s。因此，在测线的北段，即扬子板块的盐源-丽江坳陷一带，中地壳相对变为低速带（林中洋等，1993）。图4-2还反映出该剖面基底层速度结构，在测线南段的景谷附近和北段的南高寨一带，速度等值线显著向上隆起。

图4-2 思茅-中甸地震测深剖面

上述两条剖面与本区最为接近，虽并不完全重合，但却反映了和研究区一致的壳内分层规律。

大地电磁测深（孙洁，1989）资料反映滇西地区地壳、上地幔电性结构有以下特征：①多层性结构，分别为表壳低阻层、地壳上部高阻层、壳内低阻层、壳幔高阻层和上地幔高导层，其中第二、三层间反映哀牢山中深变质岩系和临沧花岗岩与它们之下的沉积岩层为逆冲-推覆接触关系；②电性结构横向变化大，红河断裂带两侧差异明显，其东部分层结构具较好的一致性，其西部则结构变化复杂，而且上地幔高导层顶面东低西高，落差可达20余公里，表明断裂切入上地幔；③上地壳普遍发育低阻层，可分为相变脱水的部分熔融或推覆体底部滑脱带、岩浆流体库、构造滑脱带、上地壳拉张破裂的断裂区内地幔物质上涌等4类；④整个滇西地区上地幔高导层埋深起伏变化大，如剑川-鹤庆区隆起到 70 km，腾冲区隆起到60 km，澜沧江断裂西侧坳陷隆起到 91～92 km，红河断裂带上最深可达114 km。

本区地壳可分为上、中、下地壳，中地壳赋存有含流体的低速、高导体。岩石圈分层特征与人工地震测深资料得到的地震波速深度变化有很好的对应关系（表4-1）。

表4-1 三江地区岩石圈分层结构特征

壳内软弱层是一个特殊的构造层，它首先是一个剪切破裂层，成为固态流变和脆-韧性滑动共存的构造岩石层。同时壳内软弱层也是一个热流聚集层，除了摩擦生热外，也是深部物质上升后就位的良好场所，大量热流聚集，温度骤然升高，同时又加速了变质变形，促进了剪切滑动，加快了运动速度，减小了应变强度，形成了有利于水平流变层发展、深化的良好环境。可以推断壳内水平流变层是在深部软流圈抬升和强烈的构造拆离加流体作用下，地壳岩石形成的固态流变层。由于流体、温度、剪切作用的相互作用，加上地壳本身的负荷作用力均集中在这一局部软化层中，从而形成具有水平流变特征的壳内软层。它集剪切破裂、热流聚集、水平流变及流体作用等构造活动为一体，成为上下岩层构造作用应力的突变分界面，是壳内一个重要的构造活动边界（李德威，1995）。