华南壳幔结构与动力学的宽频地震观测研究.pdf

　 地　质　科　学 　 ２０１６年 １月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＬＯＧＹ ５１（１）：９９—１１５ － ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ２０１６．０１．０１０ 华南壳幔结构与动力学的宽频地震观测研究 于大勇　米　宁　黄　晖　黄周传　李　华　王良书　徐鸣洁 （南京大学地球科学与工程学院 南京　２１００４６） 摘　要　了解华南各岩石圈块体壳幔结构和各向异性方面的差异是揭示华南深部构造演化的 基础。本文利用布设于华南的两条宽频地震测线观测数据，采用多种地震学方法对华南的地 壳上地幔结构和各向异性进行了研究。接收函数结果表明，华南地区地壳厚度和岩石圈厚度 都较薄，地壳厚度自东南沿海向西北内陆增厚，扬子克拉通的泊松比（波速比）低于华夏块 体，表明扬子克拉通地壳较华夏块体更偏长英质。约北纬 ２９°以北的扬子克拉通地幔转换带 厚度明显增厚，可能是由地幔转换带底部停滞的冷的古太平洋板片或中生代克拉通碰撞残留 造成的。层析成像结果显示华南上地幔具有很强的横向差异性，上地幔中的强烈低速异常体 可能对应了晚中生代发生广泛岩浆作用时的岩浆房和岩浆通道。台湾下方的上地幔存在南北 横向差异明显的高速异常，分别对应台湾南部向东俯冲的欧亚板块及台湾北部向北俯冲的菲 律宾海板块。俯冲的欧亚板块在台湾南部是连续的，而在台湾中北部，由于与菲律宾海板块 的相互作用，俯冲的欧亚板块被折断。剪切波分裂结果显示，以江绍断裂为界，华夏块体与 扬子克拉通的岩石圈地幔各向异性存在明显的横向变化，表明两者的构造演化过程有显著 差异。 关键词　华夏块体　扬子克拉通　层析成像　接收函数　剪切波分裂　壳幔结构　各向异性 － － － 中图分类号：Ｐ３１５，Ｐ５４１ 文献标识码：Ａ 文章编号２０１６）０１０９９１７ 华南块体位于欧亚大陆东南缘，北与华北克拉通相邻，东与菲律宾海板块相邻，欧 亚板块在此与菲律宾海板块和太平洋板块发生壳幔尺度的相互作用。以江绍断裂为界， 华南块体又划分为华夏块体和扬子克拉通 （图１）。晚中生代—新生代，中国东部及华 南地区经历了北西—南东向拉张应力背景下的岩石圈再活化过程，但华北克拉通和华南 块体这两个毗邻的岩石圈块体在这一时期的构造演化却有明显的差异性。华北克拉通 东部在晚中生代到新生代经历了岩石圈破坏作用，岩石圈厚度从太古代约 ２００ｋｍ减薄 到现今约８０ｋｍ（Ｇｒｉｆｆｉｎｅｔａｌ．，１９９８；Ｚｈａｏｅｔａｌ．，２００１），而华南块体在中生代则经历了多 期岩浆作用。地球化学及岩石学研究表明，华南广泛出露了具有时空分布规律的中生代 花岗岩和火山岩，其出露面积约占浙江、福建、江西、广东４省总面积的３９％（Ｚｈｏｕａｎｄ ，２０００；Ｚｈｏｕｅｔａｌ．，２００６；Ｓｈｕｅｔａｌ．，２００９；Ｌｉｅｔａｌ．，２０１２）。即使在华南块体内部的扬 Ｌｉ 子克拉通和华夏块体间，最近一期的白垩纪岩浆活动强度也存在明显差异（Ｌｉｅｔａｌ．， ２０１２）。这些差异反映了毗邻的块体经历了不同的深部动力学过程，对块体壳幔结构和 　 国家专项“深部探测技术实验与集成”（编号：ＳｉｎｏＰｒｏｂｅ０２０３）和国家自然科学基金项目（编号资助。  于大勇，男，１９７７年９月生，博士，工程师，地震学专业。Ｅｍａｉｌ：ｙｕｄｙ＠ｎｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ － － － － 稿回。 １００ 地　质　科　学 ２０１６年 各向异性的研究则是揭示其深部动力学过程的基础。 将宽频地震台阵观测与相关地震学研究方法相结合是目前进行地壳上地幔结构和 深部动力学过程研究最为有效的手段。国际上正在实施的一系列大型地学研究计划，如 美国的ＥａｒｔｈＳｃｏｐｅ计划（Ｄａｖｉｄｅｔａｌ