由诸城-宜川人工地震剖面反演结果看太行山两侧岩石圈结构的差异.PDF

中国科学: 地球科学 2011 年 第41 卷 第5 期: 668 ~ 677 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 由诸城-宜川人工地震剖面反演结果看太行山两侧 岩石圈结构的差异 ①* ① ① ② ③ ① 李松林 , 赖晓玲 , 刘宝峰 , 王志铄 , 何加勇 , 孙译 ① 中国地震局地球物理勘探中心, 郑州 450002; ② 河南省地震局, 郑州 450006; ③ 中国地震局地球物理研究所, 北京 100081 * E-mail: slli-cea@163.com 收稿日期: 2010-07-08; 接受日期: 2010-11-04 国家自然科学基金重大研究计划(批准号:和国家自然科学基金(批准号:资助 摘要 利用诸城-宜川人工地震折射/宽角反射剖面的资料, 得到了华北克拉通南部岩石 关键词 圈二维速度结构. 结果表明, 太行山东西两侧岩石圈结构存在着巨大的差异. 东侧较薄, 华北克拉通 克拉通破坏 为70~80 km; 西侧较厚, 为85~120 km. 在太行山重力梯度带附近, 岩石圈厚度出现了约 人工地震剖面 30 km 的突变. 岩石圈地幔和下地壳介质的P 波速度值东侧较低, 西侧较高. 东侧的中下 太行山重力梯度带 地壳内存在不同尺度的低速体, 西侧则尚未发现. 这些差异表明, 太行山重力梯度带也是 一条岩石圈厚度突变带和岩石成分分隔带. 根据Pm 波的波形特点, 推测东部地区的莫霍 面不再是一个尖锐的间断面, 而是一个复杂的过渡带. 初步分析认为, 上地幔物质的热机 械-化学侵蚀作用是引起太行山东侧岩石圈减薄和破坏的主要机制, 太平洋板块俯冲是改 变华北克拉通岩石圈地幔性质的重要动力学因素. 太行山重力梯度带无疑是华北克拉通内部一条 构的第一手资料, 国内外学者提出的多种见解, 长期 最为重要的分界线. 该带布格重力异常变化幅度为 争议, 迄今仍莫衷一是. 本文依据诸城-宜川人工地 −1[1] 80 mgal, 最大梯度达 1 mgal km , 其东、西两侧在 震剖面揭示的岩石圈二维结构, 对上述问题进行初 地貌、地球物理、地球化学、大地热流等方面均存在 步的探讨. 明显的差异[2]. 许多学者认为, 东、西两侧的岩石圈 伸展可能受不同的构造域控制[3,4]. 近年来, 随着对 1 剖面位置和数据采集 华北克拉通构造演化研究的深入, 太行山重力梯度 带的形成与其东侧岩石圈减薄之间究竟存在什么样 诸城-宜川人工地震折射/ 宽角反射剖面位于华 的内在联系这一问题引起地学界的极大兴趣和广泛 北克拉通南部, 走向为北西西向, 长度近 1000 km. 关注. 一些学者已在这方面作了大量的工作, 取得了 剖面在安阳以西穿越了太行山. 如图 1 所示, 自东至 许多很有意义的成果和认识[5,6], 由于缺乏岩石圈结 西, 探测剖面依次穿越了辽胶、华北平原、太行山隆 英文引用格式: Li S L, Lai X L, L