华北地区岩石圈类型地质与地球物理证据.pdfVIP

698 中国科学D辑地球科学2004，34(8)：698-711 华北地区岩石圈类型：地质与地球物理证据串 邱瑞照∥4 邓晋福② 周 肃② 李金发③ 肖庆辉@④ 吴宗絮⑤ 刘 翠② (①中国地质科学院地质研究所，北京100037；②中国地质大学岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部 ⑤国家地震局地质研究所，北京100029) 摘要 根据华北地区的地质和地球物理特征，区分出华北地区的克拉通型、造山带型和裂谷型 3种岩石圈类型，依据岩石学方法以及地震波速与成分的关系，建立了华北地区克拉通型、造山带 型和裂谷型岩石圈的壳幔岩石学结构和化学结构．研究表明，华北地台具有与全球典型克拉通一 致的特征，鄂尔多斯为经历了中新生代地台“活化”和“改造”后残存的克拉通岩石圈，陆壳主体成 分由TTG构成，岩石圈地幔主要由强亏损的方辉橄榄岩构成，它于晚太古宙．早元古宙最终形成 以后，一直保持至今，其壳幔岩石学结构可以作为华北乃至中朝地台克拉通型岩石圈的一个参 照．中生代时期，华北地台中东部地区在燕山造山过程中被“活化”，大量对流地幔物质与热输入 使该区原来的IqG陆壳组分被改造成为花岗质陆壳，岩石圈地幔被燕山期形成的方辉橄榄岩一二 辉橄榄岩所代替．燕山一太行山是华北东部地区新生代发育裂谷作用后残留的造山型岩石圈，因 为经历了新生代的伸展减薄，现今的厚度不能代表燕山期造山时的地壳和岩石圈地幔厚度，但岩 石圈地幔和陆壳的物质及其结构仍然是燕山运动期间造山时形成的。新生代时期，华北东部的大 陆裂谷作用形成以华北东部平原为代表的裂谷型岩石圈；随着裂谷发育，大量玄武岩喷发，使燕 山期的“酸性化”陆壳又被“基性化”，燕山期形成的岩石圈地幔被破坏形成以二辉橄榄岩为主体的 喜山期岩石圈地幔；裂谷型地壳和岩石圈地幔经历了岩石圈尺度上伸展减薄和热侵蚀，现今地球 物理探测的岩石圈地幔和陆壳的物质和结构是新生代形成的。华北地区岩石圈形成和演化表明， 大量对流地幔物质与热输入是不同类型岩石圈形成的关键，壳幔岩石学结构是岩石圈演化的综 合记录，它们是中新生代中国大陆动力学系统与华北地台东侧的太平洋板块共同作用的结果． 关键词 岩石圈类型地质与地球物理证据壳．幔岩石学结构深部过程 2004—01．08收稿，2004．04．28收修改稿 学基金重点项目(批准号：NSFC402344048)共同资助 4+E—mail：qiuruizhao@21cn．com SCIENCEINCHINASer．DEarthSciences 第8期 邱瑞照等：华北地区岩石圈类型：地质与地球物理证据 699 岩石圈深部物质是地球动力学研究的基本参数， 1．1现今地球物理与地热特征 也是大陆动力学研究的基础．区分不同的岩石圈类 地球物理探测结果显示，华北地区现今的岩石 型及深部物质结构，可以为解析大陆形成、演化过程 圈结构横向上极不均一(表1)，总体上陆壳和岩石圈 中形成的复杂景象、评估资源潜力、灾害环境预测以 厚度东薄西厚，地表热流西冷东热．不同块体的地震 及大陆动力学研究等提供重要依据． 速度唧结构各具特色(图1)． 中国东部中新生代岩石圈的巨大减薄和中生代 位于华北西部的鄂尔多斯块体，陆壳内速度结 “成矿大爆发”是中国地质历史上最有意义的事件之 构为正梯度，无壳内低速层(图l(a))，有效弹性岩石 一，华北地台是中国最古老的大陆克拉通和重要的 圈(EET)厚(200 成矿区【1硼，对其深部物质结构及其深部过程的探讨 无疑具有重要的意义．本文根据华北地区的地质特