华北克拉通东北边界带深部电性结构特征.pdf

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1、第38卷第1期地震地质Vol_38．NO．12016年3月SEISMOLOGYANDGEOLOGYMar．。2016doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2016．01．008华北克拉通东北边界带深部电性结构特征董泽义汤吉陈小斌王立凤王继军孟补在白云1)中国地震局地质研究所，北京1000292)辽宁省地震局，沈阳110031摘要在华北克拉通东北边界带，完成了1条NW-SE走向长约900km的大地电磁测深剖面工作；该剖面西北始于中亚造山带内部的贺根山杂岩带，向sE依次穿过宝力道弧、索伦一林西缝

2、合带、温都尔庙杂岩带、白乃庙弧、内蒙地轴、燕山造山带、最后终止于华北克拉通内部的辽河坳陷。采用大地电磁阻抗张量分解技术对所有测点的维性、区域地电走向进行了分析，沿剖面的数据具有较好的二维性。利用NLCG二维反演方法，得到了沿剖面地下二维电阻率结构。从电性结构上看，沿剖面电阻率结构具有横向分块的特征，大致可以分为3个主要的电性区，呈现高阻一低阻一高阻的变化；中亚造山带与华北克拉通显示出不同的电阻率变化特征，前者变化剧烈，后者变化相对平缓；索伦一林西缝合带和内蒙地轴中下地壳分别存在1个大范围的低阻体，可能是由深部流

3、体以及部分熔融所致。基于研究区的深部电性结构及其他地质与地球物理观测资料，我们推测：1)西伯利亚板块与华北板块的最终缝合位置可能在锡林浩特断裂与西拉木伦河断裂之间的区域；2)燕山造山带下较厚的高阻体可能起到了构造屏障的作用，使克拉通内外的上地幔顶部具有不同的对流模式，从而减弱了中亚造山带构造演化对华北克拉通东部破坏的影响作用。关键词中亚造山带华北克拉通大地电磁测深深部电性结构中图分类号：P315．722文献标识码：A文章编号：0253—4967(2016)01—0107—14O引言华北克拉通东北边界带地处古亚洲

4、洋域与滨太平洋域的交会部位；在大地构造位置上，华北克拉通东北边界带是南部的华北克拉通和北部的中亚造山带2个一级构造单元边界带的一部分(图1)。华北克拉通是地球上最古老的克拉通之一，自18亿年前克拉通化之后至早中生代，一直保持相对稳定。然而，中生代、新生代以来，华北地台经历了大规模而强烈的岩石圈改造和破坏过程，尤其是东部地区，岩石圈地幔根减薄，物理化学性质发生根本性的改变，并伴随着广泛的岩浆活动、频繁的板内地震、大规模的盆地与大量金属矿产资源的形成(朱El祥等，2011)。关于华北克拉通构造活化和破坏的动力学过程

5、和机制，是目前地学界的1个热点研究问题，但至今对一些关键问题仍然存在争议，其中对华北克拉通岩石圈的减薄机制目前具有代表性的观点有拆沉与热侵蚀2种模型(徐义刚，1999；Gaoela1．，2004；Dengeta1．，2007)，[收稿日期]2014—11—25收稿，2016—0卜O8改回。[基金项目]国家自然科学基金(40974041)资助。{通讯作者：汤吉，研究员，E—mail：tangji@ies．ac．cn。108地震地质38卷而可能导致华北克拉通破坏的动力学原因主要包括如下观点：晚石炭世古亚洲洋向s的俯

6、冲、三叠纪扬子克拉通与华北克拉通的碰撞和中新生代古太平洋板块的俯冲(朱日祥等，2009)。位于华北克拉通与西伯利亚板块之间的中亚造山带是世界上最宽阔、发展历史最长、构造岩浆活动最复杂的1条巨型增生造山带，显生宙期间，先后经历了古亚洲洋俯冲闭合、陆陆汇聚及碰撞后伸展等地质过程(Xiaoeta1．，2003，2004，2009)。过去几十年，地质学家们在该区域做了很多卓越的工作，并提出了多种构造演化模式(Jianeta1．，2008；Cheneta1．，2009；Xueta1．，2013)，但至今仍对一些重要的地质

7、问题存在争议。例如，古亚洲洋最终闭合的时间和位置，华北克拉通与西伯利亚板块碰撞缝合线的位置等问题。过去对于上述这些争议问题的认识，主要来自于地表构造及岩石地球化学研究，但由于其采用的深部样品的分布具有局限性和不均匀性，大大制约了从整体上对问题的认识，因此亟待深部地球物理观测提供证据与约束。近年来，中国的专家学者在华北克拉通利用不同的地震方法开展了大量的深部结构探测工作，这些研究工作加深了我们对华北克拉通内部及其周边板块现今岩石圈深部结构特征的认识，为探讨华北克拉通岩石圈的构造演化提供了丰富的地震波速结构资料(陈

8、凌等，2010a)。与地震方法相比，大地电磁测深法(MT)在很多方面可以看作是一种与其互补的有效方法，它因其对于地球深部的矿物组分、温度和流体(如主要成分、挥发物、流体和熔体等)上的细微变化非常敏感，目前已被国内外学者广泛应用于探测岩石圈深部结构(Unsworth，2010；Xiaoeta1．，2011)。在国家自然科学基金的资助下，我们采用先进的采集仪器在华北克拉通东北边界带实施完成