华北克拉通中西部地区的地壳结构研究
华北克拉通中西部地区的地壳结构研究
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DOI：
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
孙凯旋
中科院分区：
文献类型：
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作者：
潘纪顺;李朋辉;段永红;赵延娜;彭诣淙;孙凯旋
华北克拉通是中国最古老的克拉通，是中国大陆的主要构造单元，从太古代到中生代以 来的地质记录较完整，受到了国际上的广泛关注，是研究大陆形成和演化的天然实验场地。中生代 以后，华北克拉通发生了一系列复杂的构造运动与演化进程，东部因岩石圈减薄而形成一系列的裂 陷盆地，地壳结构复杂。而西部岩石圈厚度大，鄂尔多斯地块的地壳结构相对简单。山西断陷带位 于华北克拉通东部地块与西部鄂尔多斯地块之间，其地壳与岩石圈结构从西部稳定的克拉通结构变 化为东部破坏严重的克拉通结构，过渡特征明显。因此，揭示山西断陷带及其两侧区域的构造特征 对研究华北克拉通的破坏动力学过程有着重要意义。文中利用华北克拉通中西部地区（３４°～４１°Ｎ， １０７°～１１７°Ｅ）的 １５０个流动地震台站近 ３ａ记录的远震波形资料，采用 Ｐ波接收函数的 Ｈ－κ扫描叠 加法和共转换点（ＣＣＰ）叠加法处理计算，获得了研究区的地壳速度结构图像。结果表明，鄂尔多斯 地块内的地壳厚度为 ３７～４７ｋｍ，莫霍面较为平坦。山西断陷带的地壳厚度为 ３４～４６ｋｍ，在临汾盆地 凹陷的正下方，莫霍面呈现出明显的上隆，上隆量为 ４～１０ｋｍ，推断山西断陷带的形成与地幔物质的 运动有着密切关系。通过与该区域已有的布格重力异常资料进行对比，研究区地壳厚度的分布特征 与太行隆起东、西部地区分别呈现出正、负的布格重力异常分布特征一致。该区域不同构造单元内 的地壳厚度和波速比计算结果表明，３个构造单元内的波速比均随地壳厚度的增加而不同程度地减 小。整体看来，研究区以 １１１５°Ｅ为界分为东、西 ２个区，１１１５°Ｅ以西的鄂尔多斯地区的泊松比 较 １１１５°Ｅ以东的山西断陷带低，反映出鄂尔多斯地块东部地区具有稳定的古老地块特征，地壳结 构相对简单；而山西断陷带下方上地幔物质上涌导致其泊松比比两侧山区的泊松比高。就山西断陷 带而言，以 ３８°Ｎ为界可分为南、北 ２个区域，３８°Ｎ以北的区域内地壳因存在部分熔融而呈现低速 特征，而 ３８°Ｎ以南的区域仍然保持着相对稳定的地壳特性而呈现高速特征。山西断陷带分南、北 ２ 个区域的原因可能与山西断陷带不均匀沉降有关，其有关的地球动力学过程需要更多的资料来进一 步综合研究。