地質地球所中、西部地殼結構特征及變化研究獲進展

　　過去大量資料表明，華北克拉通東部在中-新生代經歷了廣泛和強烈的巖石圈構造活動，造成其巖石圈地幔與地殼的厚度和性質都發生了明顯改變。然而，克拉通中、西部的顯生宙演化由于研究起步較晚和資料缺少，還存在爭議。近年來，地球化學與地球物理資料都表明克拉通中、西部的一些局部區域可能已經發生或者正在發生巖石圈的減薄和改造。因此，深入研究克拉通中、西部的地殼結構特征及其橫向變化，可以為進一步研究華北克拉通的構造演化及其區域差異的深部機制提供重要約束。

　　接收函數方法采用接近垂直入射的遠震波形記錄，具有較高的橫向分辨率，因此在布設了密集固定或流動地震臺陣的區域，基于該方法可以得到臺陣下方高分辨率的結構圖像。中科院地質與地球物理研究所地球深部結構與過程研究室博士研究生危自根與導師陳凌研究員等對此開展了相關研究，他們利用兩條線性密集臺陣記錄的地震資料，采用接收函數H-κ疊加方法來研究華北克拉通中、西部南北兩側的地殼厚度和平均波速比橫向變化特征。

　　結果顯示，地殼厚度和波速比在克拉通中部南北兩側具有相同的變化趨勢，并且變化劇烈，反映了顯生宙華北克拉通活化對該區域的影響。在克拉通西部（鄂爾多斯盆地），南側的波速比和典型的前寒武紀地盾（～1.77）的波速比具有一致的特征，地殼厚度與地表地形成鏡像關系，殼幔轉換帶比較尖銳；北側的波速比變化范圍很大（1.68-1.93），地殼厚度與地表地形不成鏡像關系，殼幔轉換帶相對較厚。這種南北向的差異可能與19.5億年的鄂爾多斯塊體和陰山塊體的縫合事件相關，而這個碰撞事件對南側幾乎沒有影響。研究得到的華北克拉通內部明顯不均勻的地殼結構特征不僅僅反映了顯生宙不同的區域構造差異，而且還為穩定的大陸地殼的長期保存提供了證據。

　　該研究成果近期發表在國際知名的地球物理學期刊Geophysical Journal International上（Wei et al. Crustal thickness and Vp/Vs ratio of the central and western North China Craton and its tectonic implications. Geophysical Journal International, 2011, 186: 385-389）

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　　附圖說明：地表地形（a,d），地殼厚度(b,e)，Vp/Vs 比(k)和南、北測線下方地殼S波速度結構(g)比較。"H-k", "Zheng et al ", "maxi.Vs grad"對應的符號分別表示用接收函數H-k方法，接收函數波形反演方法以及S波速度變化最大時對應的地殼厚度和波速比。圖（g）列出了南（紅色）、北（黑色）測線下方典型臺站下方的地殼S波速度結構和不同方法得到的地殼厚度。（注：圖中的地殼S波速度結構由鄭天愉研究員提供）