地壳上地幔地震波速度结构和岩石学解释综述-矿床地质.PDF

矿 床 地 质 2004 年 MINERAL DEPOSITS 第 23 卷 增刊 地壳上地幔地震波速度结构和岩石学解释综述∗ 1 2 3 彭 聪 邓晋福 邱瑞照 （1 中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037 ；2 中国地质大学，北京 100083 ； 3 中国地质科学院地质研究所，北京 100037 ） 摘 要 文章归纳了地壳上地幔各种岩石矿物的速度特征。长英质岩石的上地壳具有较低的 P 波速度； 各类花岗质岩石到云英闪长质片麻杂岩组成的中部地壳 P 波速度为 6.4～6.6 km/s；由石榴石、角闪石、辉石 或橄榄石组成的下陆壳 P 波速度最大，达到 6.8～7.0 km/s，当 P 波速度大于 7.3 km/s 时则应有相当高的榴 辉岩和超镁铁岩的高速组分。在地壳下面的岩石圈地幔主要由橄榄岩质岩石（超镁铁岩）组成，地 震波纵波速度达到8.0 km/s 以上。 关键词 地震波速度 岩石矿物 地壳上地幔 综述 过去数十年地震研究的成果对大陆地壳的认识起了关键性的作用。常用的地震纵波速度 v ）数 P 据及其反演是确定陆壳结构组成的重要依据。地震剪切波层析成像提供了深部构造几何形态的信息。 影响大陆岩石地震波 P 波速度的主要因素是矿物成分及其化学成分，因而被用以判断地壳的岩石和 化学组成。无论从地壳分层角度或岩石学角度看，它们和地震波速度都有很好的对应关系。一般来 说，上地壳速度低于6.30 km/s 。中地壳速度在6.30~6.70 km/s 之间。下地壳速度在6.70~8.00 km/s 之 间。 利用地震波速度和地层的关系进行地壳分层和用岩石学获得地震波速度的统计关系进行岩性划 分。可以参考欧洲地学断面资料(Mengel et al.，1990b；图1 至图6 和表1)。 1 地壳的地震波速度及其岩石学解释 长英质的上地壳岩石具有较低的 P 波速度，许多地震剖面地震波显示出中地壳具有中等的 P 波 速度 6.4~6.6 km/s ），各类花岗质岩石到英云闪长质片麻杂岩组成的中部地壳，由于速度变化不 “透明状” 。而下部地壳常常增大到6.8~7.0 km/s 以上。P 波速度对镁铁质 大，没有明显的反射而呈现 组分的含量比较敏感，随镁铁质的增加而显著增大，P 波速度对斜长石、辉石和石榴石组分的相对比 例也很敏感，从辉长质岩石转变到高级变质的石榴石麻粒岩和榴辉岩时 P 波速度亦显著增加。在下 陆壳，P 波速度值达到 6.8~7.0 km/s 以上，表明含有相当数量的石榴石、角闪石、辉石或橄榄石。当 P 波速度大于 7.3 km/s 时则应有相当高的榴辉岩和超镁铁岩的高速组分。反射性下地壳常与无反射的 “透明”性上地幔相伴生。主要发育于伸展构造和（或）造山后伸展崩落区，反映它是新生事件的产 物，与晚期伸展事件有关。它不仅表明下地壳往往比中、上地壳年轻，而且下地壳呈塑性状态存在， 完全可以充当岩石圈内的拆离面，从而产生了层滑构造，同时反射性下地壳发育区的高热流多与深部 岩浆作用有关，反映深部岩浆的垂向加入是地壳生长的一种重要机制。 *本文得