《Physics of the Earth and Planetary Interiors》：Electromagnetic signatures of the tectono-magmatic processes in eastern Ladakh and their implications for geothermal energy potential of the region
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在东部拉达克沿Tso Morari-Pangong Tso剖面进行磁层测深研究，揭示了地壳电阻率结构特征，包括印度板块 crust电阻性过渡、Shyok缝合带下15-35 km深高电导层、Puga-Chumathang温泉群与5 km深导体连接，以及Tso Morari另一5-15 km深导体。结果显示拉达克地热潜力远超以往估计，并受西部西藏构造控制。
G. 帕万库马尔 | A. 曼格利克 | N.N. 查克拉瓦蒂 | M. 德穆杜·巴布 | 拉杰·苏尼尔·坎德雷古拉
CSIR-国家地球物理研究所，乌帕尔路，海得拉巴 500007，印度
摘要
拉达克地区保留了印度板块与欧亚板块之间俯冲-碰撞过程的痕迹，同时也具有地热能潜力。然而，对于理解该地区的构造-岩浆过程以及识别可持续的地热储层而言，关键的地球物理信息仍然十分匮乏，尤其是在拉达克东部。我们在拉达克东部进行了一项磁测深研究，研究路线从措莫拉里延伸至庞贡措。通过二维和三维反演得到的地壳大地电结构揭示了几个重要特征：(i) 在印度洋缝合带处，电阻性印度板块地壳向中等电阻性地壳过渡；(ii) 拉达克岩基底部位于18-20公里深度；(iii) 在肖克缝合带下方15-35公里深度处存在一个明显的导电异常；(iv) 普加、楚马桑和盖克温泉与大约5公里深度处的单一导电体相连；(v) 在措莫拉里5-15公里深度处存在另一个导电体。我们推断出一个多层次的导电体系统，其中最深的一个位于西藏西部40公里深度，它为喀喇昆仑断层沿线及拉达克岩基下方的导电体提供能量，这些导电体又进一步为普加-楚马桑和措莫拉里下方的导电体供电。这些结果表明，拉达克地区的地热能潜力比现有估计要大得多。从措莫拉里到楚舒尔的地质电场走向从西北-东南方向变为东西方向，进一步表明西藏西部构造作用在该地区占据主导地位。
引言
拉达克地区保留了印度板块与欧亚板块之间俯冲-碰撞过程的痕迹，这一过程伴随着特提斯洋的闭合和喜马拉雅-西藏造山带的形成（Molnar和Tapponnier，1975；Searle等人，1988；Thakur，1992）。其当前的构造特征由印度洋缝合带（ISZ）和肖克缝合带（SSZ）定义，这两个缝合带标志着海洋俯冲和弧-大陆碰撞的连续阶段（Petterson和Windley，1985；Jain和Singh，2009；Borneman等人，2015）。介于两者之间的科希斯坦-拉达克岩浆弧（图1，见补充信息图S1）将北部的喀喇昆仑地块与南部的印度板块连接起来，保存了地壳生长和造山过程的关键记录（Windley，1988；Yin和Harrison，2000；Searle等人，1999；Searle等人，2011；Kapp和DeCelles，2019）。
关于喜马拉雅-西藏系统构造演化的大部分信息来自西藏中部和东部，那里的大规模地质和地球物理调查记录了地壳缩短、印度板块下地壳的俯冲、榴辉岩化以及中地壳的部分熔融现象（Yin和Harrison，2000；Klemperer，2006；Borneman等人，2015；Searle，2011；Kapp和DeCelles，2019）。然而，这些特征向西北方向的延伸情况，包括西喜马拉雅、拉达克-科希斯坦岩浆弧、西西藏和喀喇昆仑地区以及帕米尔-兴都库什地区，由于地球物理覆盖范围有限，了解程度相对不足。
在拉达克进行的现有地球物理研究表明，该地区存在地壳增厚现象、中地壳低速层、下地壳榴辉岩、地震各向异性以及西藏中地壳熔融物质向南延伸的证据（Rai等人，2006；Rai等人，2009；Caldwell等人，2009；Gilligan等人，2015；Paul等人，2017；Kumar等人，2019；Kanna和Gupta，2021）。少量的磁测深（MT）剖面提供了初步的大地电约束数据（Arora等人，2007；Pavankumar等人，2024；Kumar和Rao，2024）。该地区还存在多个与主要构造带（如ISZ、SSZ和喀喇昆仑断层）对齐的地热系统，其中普加和楚马桑温泉区是研究最为深入的区域（Gupta等人，1974；GSI，1991；Harinarayana等人，2006；Rawat等人，2020；Kumar和Rao，2024）。由于尼达尔蛇绿岩复合体位于特提斯岩浆复合体（TMC）和拉达克岩弧之间，拉达克东部地区的情况更加复杂。该区域标志着后弧盆地的终止（Rolland等人，2002），同时SSZ和喀喇昆仑断层等构造特征在地球物理上表现得不那么清晰。尽管具有重要的构造意义，但关于科希斯坦-拉达克岩弧与西藏-拉萨地块之间的地壳和岩石圈结构、TMC的深度范围、残留的特提斯洋壳、地壳榴辉岩化的程度以及上地幔蛇绿岩化的可能性，以及主要缝合带作为深部流体迁移通道的作用等方面仍存在重大不确定性（Das等人，2015；Mukherjee等人，2003）。为了解决这些问题，我们在从措莫拉里到庞贡措的路线上进行了一次宽带MT调查（图1）。本研究旨在：(i) 揭示拉达克东部的地壳导电结构；(ii) 确定控制地热活动的流体和熔融过程；(iii) 为喜马拉雅-西藏过渡带的构造演化提供新的约束。所得到的大地电模型为理解拉达克东部的地壳结构和地质动力学过程提供了新的见解。
地质和构造背景
拉达克喜马拉雅地区保留了新特提斯时期俯冲、岩浆作用、特提斯沉积作用以及与印度-欧亚碰撞相关的变形记录（例如Jain和Bhowmik的综述，2016；Bhat和Ahmad，2021）。拉达克喜马拉雅地区的地质构造背景由五个主要的构造-地层单元组成，从北到南依次为：喀喇昆仑块体、肖克缝合带（SSZ）、拉达克岩浆弧、印度洋缝合带（ISZ）和特提斯/赞斯卡尔喜马拉雅（
MT数据采集与处理
我们在2024年6月至7月期间，沿措莫拉里至庞贡措（EL-TPS）路线进行了MT调查（图1），该路线穿越了拉达克东部的多个地质构造单元。该路线分为两部分：一段长85公里、走向N35°E的部分，另一段长35公里、走向NW-SE的部分。第一段路线覆盖了卡尔佐克、措莫拉里、苏姆多、马赫和楚舒尔等地，共设置了17个MT观测点；第二段路线在卡克斯泰特、梅拉克、卢昆和尤尔戈设置了4个观测点。
MT数据反演
通过BB方法和PT方法对畸变参数的分析表明，使用二维近似模型来模拟阻抗张量数据是可行的。然而，由于存在两个不同的构造域，分别对应两个不同的走向，因此无法使用传统的二维反演方法来统一处理整个路线上的所有观测点的阻抗数据。此外，由于站点20和21距离较远……
结果
无论是二维还是三维模型，在导电性和电阻性特征方面都得到了基本一致的结果。三维模型能够揭示出剖面外的地质结构，而二维模型则能以较高的空间分辨率显示剖面内的地下结构。模型中的深度以平均海平面（msl）为基准，其中负深度值表示高于平均海平面的高度。
导电体的连通性
三维电阻率模型显示了一个区域性的地壳导电体系统。在讨论各个区域之前，先总结整体几何结构是有帮助的。一个位于西藏西部约40公里深度的深层导电体C6似乎为沿喀喇昆仑断层（KF）延伸的L形中地壳导电体提供能量，并在肖克缝合带（SSZ）下方垂直分支（导电体C4和C5）。这种几何结构为理解浅层导电体的分布提供了更广泛的框架。
结论
通过对拉达克东部21个站点采集的MT数据进行二维和三维反演得到的大地电地壳结构揭示了该地区的几个新发现，这些发现对地热能潜力具有重要意义。结果表明，表面空间上分离的普加、楚马桑和盖克温泉实际上与大约5公里深度处的单一大型导电体相连。
CRediT作者贡献声明
G. 帕万库马尔：撰写原始稿件、可视化处理、方法论设计、数据采集与整理、正式分析。A. 曼格利克：撰写原始稿件、可视化处理、验证结果、项目监督、资金申请、正式分析、概念构思。N.N. 查克拉瓦蒂：可视化处理、方法论设计、数据采集与整理。M. 德穆杜·巴布：可视化处理、方法论设计、数据采集与整理。拉杰·苏尼尔·坎德雷古拉：可视化处理、正式分析。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了印度科学与工业研究委员会（CSIR）的支持，项目编号为FBR050307。我们感谢Anna Kelbert提供ModEM代码，Michael Becken提供分解分析代码，Divajit Hazarika（德拉敦Wadia喜马拉雅地质研究所）提供公开的当地地震数据，以及R.M.K. Khan（拉达克大学，列城）在路线考察中的协助。同时感谢相关管理部门的许可。
