东西向剖面Vp速度结构特征
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发布时间：2022-05-14 15:00
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时间：2023-10-21 16:17
东西向剖面横切了兴蒙－吉黑岩石圈块体以北北东向和近南北向为主展布的诸构造单元，基本上反映了各单元内部及其边界构造的深部速度结构特点。为便于了解华北岩石圈块体与兴蒙－吉黑岩石圈块体的关系，选择了与该区相邻横穿华北板块北部(北纬40°线)的剖面作为分析对比两岩石圈块体结构的代表性剖面。东西向剖面反映出的两个共同特点是:①无论是华北岩石圈块体还是兴蒙－吉黑岩石圈块体，其地壳厚度均具有由西向东逐渐变薄的趋势;②以大兴安岭－太行山重力梯度带为界，东西两侧的岩石圈速度结构明显不同，西部岩石圈厚度相对稳定，速度结构相对简单，而东部岩石圈厚度及速度结构复杂，但并不是简单的西厚东薄。
图4.1兴蒙－吉黑地区及邻区主要Vp速度剖面位置图
4.2.2.1北纬40°线剖面(图4.2)
该剖面横跨鄂尔多斯盆地、太行山、华北平原、辽东半岛、朝鲜北部和日本海等多个地质与地貌单元，全面揭示了华北岩石圈块体北部东西向速度结构变化特点。整个剖面的低速层稳定在230km深度上下，之上的区域大致以太行山重力梯度带(东经115°)和郯庐断裂带(东经121°)为界由西而东分为三个明显不同的速度结构单元。如果以幔内出现的第一个低速层顶界面为岩石圈底界的话，太行山重力梯度带以西的华北岩石圈块体具有较规则且相对稳定的岩石圈地幔，岩石圈厚度约150～160km;太行山梯度带和郯庐断裂带之间的区域，即华北平原区域，岩石圈减薄至80km，之下发育多个水平相间的低速层与高速层，而且似有低速层对高速层的蚕食特点;郯庐断裂带以东从辽东半岛经朝鲜到日本海西部，紧邻Moho之下出现一似哑铃型高速异常体，异常体底界面深度约80km。值得注意的是，太行山梯度带及其以东地区在110～190km深度之间发育高速与低速相间互层状结构，它们水平状产出，向西过太行山梯度带与厚达160km的西部岩石圈速度结构层藕断丝连，渐变过渡，向东经辽东半岛和朝鲜与日本海西缘之下巨厚的低速区(厚度约150km)之间形成明显的横向速度不连续。这一速度不连续之上所对应的位置恰是哑铃型岩石圈地幔垂向收缩最强的区域，也是日本海海域的西界。日本海中部地壳最薄，紧邻地壳之下为直达230km深度的低速区，在日本海西部地壳由厚变薄的过渡区之下，紧邻Moho存在一厚达50km的透镜状高速体。总体速度结构表现出由西向东岩石圈厚度由稳定、厚度大到不稳定、厚度小，速度层从连续递增到高、低速层相间，到东部以低速层为主，表现出一种低速层物质由东向西对高速岩石圈地幔的侵蚀与蚕食特点。在350km深度之下存在不规则的高速体。
图4.2沿北纬40°线vp速度分布图（剖面位置见图4.1）
4.2.2.2北纬43°线和45°线(图4.3和图4.4)
这两条剖面分别穿越大兴安岭、松辽盆地、张广才岭和长白山脉及锡霍特－阿林地体，东至日本海北部。图中显示，在整个岩石圈尺度两剖面具有基本一致的速度结构特征。最为突出的特点是，以东经118°～120°线为界，东西两侧的地壳厚度和岩石圈地幔的速度结构明显不同。以西地区包括锡林浩特地块和兴安地块，岩石圈厚度约150～160km，地壳厚度大于40km，与南部40°线所反映的华北岩石圈块体西部的岩石圈厚度相同;以东地区包括松辽盆地、张广才岭－延边花岗岩带及俄罗斯境内的锡霍特－阿林地体等主要地质构造单元，地壳厚度小于40km，在Moho之下出现不规则的双低速层结构，第一个低速层的顶界埋深约80km，第二个低速层的顶界埋深约160～170km。在第一个低速层之上存在两个透镜状高速异常体，与北纬40°线辽东半岛和日本海之下的两个透镜状高速异常体的形态、规模及厚度基本一致。从各剖面显示的特点看，透镜状高速异常体的规模由南向北逐渐变小并消失。
4.2.2.3北纬53°线剖面(图4.5)
该剖面由西向东所穿越的主要地质构造单元为西伯利亚板块、蒙古－鄂霍次克缝合带、额尔古纳地块和布列亚地块。总体上，这一剖面的速度结构稳定，以南地区各剖面所显示的幔内透镜状高速异常体消失。在126°～128°之间的区域即是地壳厚度陡变带，也是明显的幔内速度不连续区。地质上，这一地壳厚度陡变带和幔内速度不连续区的位置与俄罗斯境内的额尔古纳地块(岗仁地块)和布列亚地块间的界线一致。总体上，该剖面显示额尔古纳地块及其以西地区的岩石圈厚度和地壳厚度与西伯利亚板块是基本连续而一致的，岩石圈厚度为150～160km，地壳厚度大于40km，之间虽然穿越了蒙古－鄂霍次克缝合带，但在岩石圈尺度上没有出现明显的速度不连续现象;布列亚地块到中生代增生杂岩区的地壳厚度和岩石圈地幔速度结构一致，地壳厚度小于40km，所显示的岩石圈厚度虽然与西侧相同，但速度明显低于西部，在128°线位置构成明显的横向速度不连续，反映出在额尔古纳地块与布列亚地块之间存在一重要的速度界面，该界面以东地区是地壳减薄区。结合区域地质和地球物理资料，这一速度不连续向西南与我国境内大兴安岭东缘的黑河－嫩江断裂带位置一致，由此推测，这里可能是兴蒙－吉黑岩石圈块体内部的一条重要界线。
