祁连造山带东段位于青藏高原东北缘，是一个由多个大型深部边界断层控制的“菱形区域”，祁连-柴达木地块、西秦岭地块、阿拉善地块和鄂尔多斯地块交汇于此。它由临夏地块和陇中地块组成，现今表现为盆地的地貌特征（图1a-b）。区域经历了多个期次的陆陆碰撞过程，涉及多个大陆块体。包括华北板块和祁连—柴达木块体碰撞（祁连洋俯冲闭合），华南板块和华北板块拼合（商丹洋的俯冲闭合），以及新生代印度板块和欧亚板块碰撞的远程作用。多个期次的构造活动形成了该区域复杂的结构特征，但地表的沉积阻碍了对板块汇聚历史的研究，地体的属性仍需要基于地球物理方法的深部结构的约束。
图1.（a）显示青藏高原东北缘主要构造和大地电磁剖面的地形图；（b）中国构造简图
吉林大学地球探测科学与技术学院韩江涛教授课题组中的辛中华博士利用大地电磁数据对青藏高原东北缘祁连造山带东段的深部结构进行了系统的研究，对过临夏地块和陇中地块的两条MT剖面基于非线性共轭梯度分别进行三维反演，揭示了区域深部电性结构。结合区域构造演化背景，建立了地质解释模型以及构造演化模型。
图2.青藏高原东北缘祁连造山带东段电阻率模型
获得的三维电阻率模型对于临夏地块和陇中地块深部结构识别出了完全不同的特征，其中西部临夏地块存在大规模的高导异常，东部陇中地块则表现为完整的高阻结构，两地块由中部电性梯度带分隔，结合前人研究基础，获得以下认识：
1. 临夏地块原为日本式岛弧。受祁连洋闭合作用的影响，中下地壳发生变形、破裂，并充满盐流体，形成低阻结构。
2. 陇中地块的电阻率结构与临夏地块和鄂尔多斯地块不同。陇中地块最初为马里亚纳型岛弧，形成于祁连洋闭合时期。地壳主体由洋岛玄武岩组成，因此，几乎整个地壳都具有高电阻率的特征。
3. 马衔山断裂是一条超壳断裂，代表了古日本式岛弧（今临夏地块）与古马里亚纳式岛弧（今陇中地块）碰撞拼合的缝合线。
4.演化历史可以描述为：晚元古代至晚寒武世（图3a），祁连洋位于柴达木-祁连地块和华北地块之间。此时柴达木-祁连地块东缘处于活动大陆边缘，华北地块西缘处于被动大陆边缘。早奥陶世（图3b），祁连洋壳开始向西俯冲，形成日本式岛弧。柴达木-祁连地块东缘经历挤压作用，中、下地壳变形，导致褶皱构造抬升发育。同时，大洋岩石圈亦俯冲到祁连洋板块之下，形成马里亚纳式岛弧构造，这意味着陇中地块的初步形成。晚奥陶世至早志留世（图3c），洋壳完全俯冲于大陆岩石圈和马里亚纳型岛弧之下，导致了日本式和马里亚纳式岛弧之间的碰撞。块体的缝合线以马衔山断裂为代表，形成了研究区域的构造格局。在俯冲碰撞的构造作用下，基性杂岩形成。晚古生代至中生代（图3d），经过长时间的沉积，盆地地貌特征充分发育，上覆沉积物已完全覆盖基性杂岩。新生代时期，印度板块与欧亚板块碰撞，北东向压应力的远程效应导致马衔山断裂的重新激活。形成了逆冲推覆构造，埋藏的基性杂岩暴露于地表。
图3 青藏高原东北缘构造演化模型。黑线为下方断面在地表投影。（a）晚元古代到晚寒武纪；（b）早奥陶纪；（c）晚奥陶纪到早志留纪；（d）晚古生代到中生代。
该项研究得到了国家自然科学金项目（41590863、41430213、41504076），国家重点研发专项（2017YFC0601305），中央高校基本科研业务费专项资金，吉林省科技发展计划项目（20180101093JC）共同资助。研究成果发表在国际权威地学期刊Journal of Asian Earth Sciences上，论文信息如下：
Xin, Z. H.（辛中华）, Han, J. T.*（韩江涛，通讯作者）, Gao, R.（高锐）, Guo, X. Y.（郭晓钰）, Liang, H. D.（梁宏达）, Kang, J. Q.（康建强）, Liu, L. J. （刘立家）2021. Electrical structure of the eastern segment of the Qilian orogenic belt revealed by 3-D inversion of magnetotelluric data: New insights into the evolution of the northeastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau. Journal of Asian Earth Sciences, 210, 104707. 全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2021.104707
