作者:陈凌等 来源:《地球与行星科学通讯》 发布时间:2009-10-28 11:02:26
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ELSEVIER
华北克拉通中西部岩石圈厚度变化研究

 
沿不同剖面的岩石圈厚度与海拔、布格重力异常的对比
 
半透明圆圈标志岩石圈底界面(LAB)深度快速变化位置。克拉通东、中、西部的分界用粗虚线在海拔图中给出。
 
BBB:渤海湾盆地;LU:鲁西隆起;TM:太行山;LM:吕梁山;YM:燕山;Y-H RS:银川-河套裂陷;S-S RS:陕西-山西裂陷
 
华北克拉通东部在显生宙经历了强烈改造和破坏已是不争的事实。由于缺乏资料,特别是可靠的地球物理观测资料,人们对克拉通中、西部的了解还很有限,还没有对这些地区岩石圈的状态和性质及其是否经历了克拉通活化和破坏形成一致认识。岩石圈厚度是反映岩石圈结构特征的一个重要参数。华北地区现今的岩石圈厚度变化能够为克拉通活化和岩石圈减薄的空间分布和横向变化提供直接证据,因而对深入了解克拉通的破坏尤为重要。
 
中国科学院地质与地球物理研究所地球深部结构与过程研究室“地球内部结构”学科组陈凌副研究员等人基于“华北内部结构计划(NCISP)”流动台阵和部分首都圈固定台网共200多个宽频带地震台站所记录的远震波形资料,通过S波接收函数波动方程偏移成像,获得了覆盖华北克拉通东部大部分区域,中、西部北部区域沿多条剖面的岩石圈结构图像(Chen et al. Seismic Evidence for Significant Lateral Variations in Lithospheric Thickness beneath the Central and Western North China Craton. Earth and Planetary Science Letters, 2009, 286: 171-183)。成像结果表明:与岩石圈普遍较薄(仅60-100km)的东部相比,克拉通中、西部表现为厚、薄岩石圈共存的强烈非均匀性:既在稳定的鄂尔多斯盆地之下保留着厚达200km的克拉通型岩石圈,又在新生代银川-河套和陕西-山西裂陷区存在<100km的薄岩石圈;岩石圈最厚和最薄的区域仅相距~200km。在东部与中部交界附近,岩石圈厚度快速变化,在约100km的横向范围内从东向西增加了20-40km,与地表海拔的突然变化和重力梯度带的位置大致吻合。这种从地表到深部岩石圈的结构一致性变化,反映在显生宙克拉通破坏过程中,克拉通东部与中、西部的岩石圈整体可能经历了不同的构造变形过程。
 
将岩石圈厚度变化图像与岩石、地球化学资料相结合表明,克拉通活化和岩石圈减薄不仅发生在东部,而且可能影响了更广泛的中、西部地区。相对于东部克拉通岩石圈的显著破坏,中、西部的岩石圈改造程度相对较小,在空间上也更局部。鄂尔多斯盆地之下的岩石圈可能依然保持着高强度、厚而稳定的克拉通特征;伸展裂陷和岩石圈显著减薄则主要发生在鄂尔多斯周边的古老构造薄弱带。中、西部岩石圈结构的强烈、快速的横向变化并不是华北克拉通所独有的特征,在全球其他一些地区,特别是克拉通的边界带区域也观测到了类似的现象。华北克拉通与这些地区的深入对比研究将为认识大陆的形成和演化、克拉通的稳定与破坏提供新的思路。(来源:中国科学院地质与地球物理研究所) 
 
 
 
 
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