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利用布设在华北克拉通地区的流动和固定地震台站记录到的地震波数据,使用基于程函方程的面波成像方法获得了整个华北克拉通地区瑞利波15～150 s周期的相速度,并反演了研究区S波速度结构.中长周期相速度结果显示,在上地幔及岩石圈深度范围内,燕山地区表现为高速特征,华北克拉通中部大同盆地及其以南地区、太行山等区域的低速体与华北盆地的低速体相连,呈现大面积的低速异常,低速体的速度值比青藏高原东北缘的速度值更低;S波速度显示鄂尔多斯岩石圈厚度较厚,克拉通中部和华北盆地岩石圈厚度相差不大,燕山地区岩石圈厚度要厚于华北盆地.本文认为华北克拉通岩石圈破坏存在分区性,克拉通中部和燕山地区均存在一定的克拉通破坏,但破坏程度不同,鄂尔多斯地块北部存在局部克拉通改造,但克拉通稳定性特征依然存在;破坏的主要动力学来源更可能是太平洋板块的西向俯冲.研究发现克拉通中部和东部的强震分布区与克拉通破坏区域重合,大部分强震发生在岩石圈强度边界上,分析认为岩石圈强度的差异是岩石圈强度边界上显示出较高的强震活动性的原因. 相似文献
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华北地区瑞利面波噪声层析成像研究 总被引：1，自引：0，他引：1
华北具有中国大陆最古老的克拉通构造,自中生代以来,华北克拉通活化,发生大规模的伸展和裂解,岩石圈减薄,并成为中新生代构造强烈活动的地区。华北地区不但是中国的政治、经济和文化中心,也是地震灾害多发区,历史上曾发生过多次破坏性地震。近代发生的唐山、滦县、宁河强震造成了巨大的经济损失和人员伤亡,因此该区一直是中国的地震重点监视防御区。 相似文献
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华北克拉通是近年来我国地学界研究的热点之一.本文利用布设在华北东北部地区的华北地震科学台阵所记录的远震波形资料,用波形互相关方法拾取了9105条S波走时残差数据,进而用体波走时层析成像方法反演获得了研究区从地表至600 km深度的S波速度结构.所获得的S波层析成像结果表明,华北克拉通中部块体的山西断陷带低速异常一直从地面延伸至上地幔约300 km深处,推测该低速异常体可能与中、新生代的大同火山群的形成与活动有关.研究发现华北东部存在一高速异常体由东部渤中凹陷的地壳一直向西延伸至太行山山前断裂下方地幔转换带410 km附近,推测该高速异常体可能为太平洋板片向西俯冲在华北克拉通东部块体下方地幔过渡带内的滞留.研究结果显示华北克拉通东部的华北盆地表现为高低速相间分布,表明该地区下方的岩石圈发生了破坏,而位于华北克拉通北缘的燕山造山带显示为高速异常,表明燕山造山带下方的岩石圈没有明显的破坏迹象. 相似文献
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华北是全球古老克拉通遭受破坏最明显和最典型的地区.自国家自然科学基金委员会设立＂华北克拉通破坏＂研究计划以来,通过不同学科间的有效交叉融合,围绕该克拉通破坏的时间、范围和机制等重要科学问题,进行了大量的工作,并取得了诸多新认识太行山东西两侧地壳与岩石圈厚度空间变化以及地球化学属性的异同显示,华北克拉通破坏主要集中在东部,而西部主要表现为克拉通的改造.克拉通化之后的沉积建造、岩浆活动和构造变形等特征表明,克拉通破坏发生在中生代,其峰期为125Ma左右.通过对比发现,岩石圈减薄在全球其他克拉通中也多有发生,但大多并不伴随克拉通的破坏;只有当受到大洋板块俯冲作用的强烈影响时,克拉通破坏才有可能发生.具体到华北地区,在早白垩世全球地幔整体升温背景下,太平洋板块的俯冲使华北克拉通东部地幔对流系统失稳,导致了华北克拉通东部破坏;岩石圈拆沉或热-化学/机械侵蚀是地幔对流失稳所产生的不同表现形式. 相似文献
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克拉通岩石圈减薄与破坏 总被引：1，自引：0，他引：1
我国华北克拉通在显生宙期间曾发生过〉100km的岩石圈减薄,并伴随克拉通的破坏。但如何认识该克拉通破坏的机制及在全球大陆演化中的意义,是目前需要深入研究的问题。本文通过对地球上印度、巴西、南非、西伯利亚、东欧（波罗地）、北美等克拉通的总结发现,岩石圈减薄是克拉通演化过程中经常见及的一种现象,但减薄并不一定伴随破坏。进一步深入研究表明,大多数克拉通的减薄可能主要通过地幔柱或地幔上涌的热侵蚀而实现,但目前还没有地幔柱或地幔上涌使克拉通发生破坏的实例。对已发生破坏的北美和华北克拉通的研究揭示,板块俯冲是导致克拉通破坏的重要原因。俯冲大洋板块的脱水交代上覆地幔楔,不仅可使其发生部分熔融而产生广泛的岩浆作用,更重要的是使大陆岩石圈地幔失去原有的刚性特征而易于发生变形。从这一过程出发,大规模地壳来源的花岗岩和壳内韧性变形可视为克拉通破坏的岩石学与构造学标志。 相似文献
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为深入理解华北克拉通破坏机理,本研究通过鄂尔多斯盆地北缘南北向宽频带线性高密度流动地震台观测记录的远震波形数据,获得了1985条高质量到时资料,进而利用FMTT(Fast Marching Teleseismic Tomography)快速行进层析成像方法获得了华北克拉通西部鄂尔多斯盆地北缘深至300km范围的P波速度模型.结果显示,鄂尔多斯盆地下方呈现出深至150~200km的高波速异常,说明华北克拉通其西部岩石圈保存完好尚未遭到明显破坏.河套地堑下方存在向鄂尔多斯盆地下方延伸的明显低波速异常,其深度可达300km深度,而阴山造山带下方上地幔存在深至100km左右的弱高波速异常,说明鄂尔多斯盆地周边地区的岩石圈均遭到一定程度破坏并减薄,可能与新生代时期太平洋板块的俯冲引起深部热物质上涌等作用密切相关.这些研究结果说明,华北克拉通在构造演化过程中不同块体经历了不同的破坏演化历史,这对于认识克拉通破坏减薄机制具有重要意义. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2021,(10)
在洋盆闭合的长期演化历史中,沉积碳酸盐在板块俯冲作用中会被不同程度地带入地球内部,从而显著影响岩石圈地幔性质和大尺度气候变化.那些经历了俯冲带深部循环作用的碳酸盐(岩)是记录已消失洋盆的重要载体.华北克拉通北缘汉诺坝玄武岩中的碳酸岩侵入体记录了灰岩再循环进入地幔后熔融形成碳酸岩过程的岩石学和地球化学特征,并且携带了大量碎屑锆石.这些碎屑锆石具有从前寒武纪到显生宙的年龄谱,但前寒武纪年龄峰(包括～2.5Ga、2.1～2.3Ga、1.8～2.0Ga、～1.65Ga、1.3～1.4Ga、～1.1Ga、0.91～0.94Ga、0.74～0.81Ga和0.62～0.63Ga)完全不同于华北克拉通北缘地质体中的锆石年龄谱,而与兴蒙造山带沉积物中碎屑锆石的年龄谱相似.尤其是300～373Ma锆石显著偏正的εHf(t)值(7.7～13.5)明显区别于同时期华北克拉通北部的锆石,而与兴蒙造山带中锆石的正εHf(t)值一致.上述特征表明,汉诺坝碳酸岩侵入体的灰岩源岩来自古亚洲洋,而且灰岩沉积时间不早于300Ma,也就是说古亚洲洋在晚石炭世-早二叠世还未完全闭合.中亚造山带中广泛分布的变质碳酸盐和华北克拉通北缘普遍出现的岩石圈地幔碳酸盐交代作用表明古亚洲洋曾发育了广泛的沉积碳酸盐岩,而且很大一部分可能在俯冲过程中返回了地球内部,并显著影响了华北克拉通北缘岩石圈的组成和物理化学性质(如氧逸度). 相似文献
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<正>鄂尔多斯块体被认为是华北克拉通自中生代破坏后残留的稳定地块,内部矿产资源丰富,活动微弱,而周缘地区新生代受到强烈改造,构造运动强烈,地震频发。由于鄂尔多斯块体处于中国东西部过渡区域,受到中国东西部双重动力作用的影响,其深部动力学问题一直是地球科学家研究的热点。 相似文献
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世界范围已发现大量元古宇油气藏.中国元古宇分布面积广,四川盆地震旦系大型气藏和华北中元古界大量液态油苗的发现,证实中国元古宇油气勘探潜力值得高度重视.文章探讨了元古宇烃源岩发育主控因素,指出活跃的大气环流和天文旋回驱动上升洋流和陆表径流提供营养源,海洋表层氧化水体为生物勃发提供适宜生存环境;大陆开裂导致的火山活动和陆地风化作用向海洋注入大量营养物质,导致低等生物繁盛;海洋深部广泛的厌氧水体为有机质保存创造了良好条件.真核生物的出现,使得源岩生烃母质构成呈多样性,有效提升了油气生成潜力.通过跨克拉通地层对比,明确中国元古宇发育7套富有机质优质烃源岩,主要发育于间冰期,具全球可比性.华北地区洪水庄组和下马岭组是已证实的中元古界烃源岩,早元古界长城系有可能成为鄂尔多斯盆地潜在气源岩;新元古界大塘坡组和陡山沱组烃源岩在上扬子地区广泛分布,是四川盆地震旦系大型气藏和鄂湘黔地区新元古界页岩气藏的主要气源之一.南华系在塔里木盆地可能存在高有机质丰度页岩,但仍需证实.中国三大克拉通地块可能皆发育元古宇烃源岩,是值得高度关注的主要接替勘探领域. 相似文献
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华北克拉通破坏 总被引：40，自引：0，他引：40
《华北克拉通破坏》重大研究计划,围绕克拉通破坏的时空范围、克拉通破坏的浅部效应和深部结构响应、克拉通破坏的动力学机制等核心科学问题,开展了系统与深入的探测、测试与研究.计划执行四年来的重要研究进展包括:(1)发现华北克拉通岩石圈厚度以及地壳-上地幔结构存在显著的空间差异,确定了华北克拉通破坏的时空范围;(2)厘定了华北克拉通古生代、中生代、新生代岩石圈的属性,发现了晚中生代华北克拉通岩石圈地幔富水而新生代岩石圈地幔贫水的特征;(3)根据岩浆作用和浅部地质响应的相关性,证实了地表地质构造受控于克拉通破坏的深部过程;(4)发现太平洋板块俯冲是华北克拉通破坏的主要动力因素的证据,揭示了华北克拉通破坏在板块构造体系中的科学意义. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2020,(2)
古老克拉通与相邻的年轻活动带之间通常存在着岩石圈厚度的突变,二者之间温度和密度的横向差异能引发小尺度地幔对流(边界驱动对流).在这里我们利用二维热-力学数值模拟方法探讨克拉通与活动带之间的岩石圈台阶引发的边界对流及其在克拉通岩石圈减薄中的作用.模拟结果显示:在同等初始条件下,边界对流对克拉通的改造作用取决于克拉通岩石圈自身的性质及其与周缘物质的物性差异.当克拉通岩石圈密度相对较大时,高强度的克拉通岩石圈抵御边界驱动对流的能力强,克拉通岩石圈减薄仅局限于边缘.而低强度的克拉通岩石圈抵御边界驱动对流的能力弱,克拉通岩石圈在下降流的作用下被逐渐侵蚀,从而造成了克拉通岩石圈的大规模减薄.当克拉通岩石圈的密度相对较小时,无论克拉通岩石圈的强度高低,低密度的克拉通岩石圈都很好的抑制了边界驱动对流的影响,上升流驱使克拉通岩石圈边缘流向活动带岩石圈的底部,岩石圈减薄仅发生在边缘.太古代的华北克拉通被显生宙的活动带所围限,其岩石圈减薄最早发生在北缘和东缘,且经历了一个缓慢的过程.我们认为边界驱动对流可能在华北克拉通岩石圈减薄过程中发挥了重要作用,尤其是在岩石圈减薄的启动过程中,但不排除其他多元机制的共同作用. 相似文献
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华北克拉通中西部地区瑞利面波噪声层析成像 总被引：1，自引：0，他引：1
根据2011年在鄂尔多斯地区新架的51套宽频带流动地震台数据,结合区域数字地震台网138个固定台站和2007年华北流动地震台阵连续一年的地震记录,基于背景噪声成像的基本原理与方法得到了华北克拉通中西部地区6～36S的瑞利面波群速度分布图像。6～15s的成像结果很好地对应于上地壳的隆起和塌陷盆地构造;16~30S的成像结果揭示了大同盆地和汾河谷地西侧可能存在中下地壳低速层;30~36S的成像结果反映了华北克拉通地壳东薄西厚的总格局,和断陷盆地下方莫霍面相对隆起的局部特征。 相似文献
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华北克拉通破坏的重要标志是岩石圈减薄、地幔性质转变以及伸展构造活动.长期以来这一重大地质事件发生的时代备受关注,目前已有大量地质、地球物理和地球化学研究结果,但对于华北克拉通破坏的准确时代,尚存争议.本文试图从地磁学的角度为华北克拉通破坏时代提供可靠约束.选取位于华北克拉通北缘的燕山造山带中段-承德盆地作为研究对象.磁性地层学研究结果表明研究剖面记录了三个磁极性段:下部正极性段(N2)、中部负极性段(R1)和上部正极性段(N1),与2004年地磁极性年表对比并结合129～128 Ma的火山岩同位素年龄(与B. Schoene 私人通信),认为剖面下部正极性段(N2)对应于M3n,负极性段(R1)对应于M1r,上部正极性段(N1)对应于M1n,由此得出承德盆地袁家庄剖面沉积作用起始年龄约为128 Ma.作为华北克拉通重要断陷盆地之一,承德盆地的沉积年龄可以为华北克拉通破坏时代提供有力约束.岩石磁学研究结果表明,研究剖面火山岩的剩磁载体十分复杂,可能与伴随华北克拉通破坏峰期出现的地壳变形、岩浆活动、地幔上涌、下地壳重熔等深部动力过程密切相关.综合分析结果表明,华北克拉通破坏的峰期为128～125 Ma. 相似文献
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中国大陆基底可以分为４个区域：西域克拉通和东亚克拉通具太古代－早元古代变质基底，蒙藏增生陆块与华南增生陆块为元古代基底．在西域克拉通内可以识别出南塔里木陆核分布区、准噶尔陆核分布区与伊犁陆核；在东亚克拉通内可以勾画出燕吕陆核分布区、黄淮陆核分布区、秦岭陆核分布区和扬子陆核分布区．在克拉通形成的同时或稍后，在克拉通的两侧发育巨型基底断裂．在东亚克拉通的东西侧为郯庐断裂带与东亚克拉通西缘断裂带；在西域克拉通的南北为阿尔金断裂带与阿尔曼大断裂带．在蒙藏地块中部通过的日喀则－狼山断裂带是位于两克拉通之间的重要断裂带． 相似文献
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利用地震背景噪声层析成像技术处理陕西及邻区所布设的257个宽频带台站的连续背景噪声数据,采用基于射线追踪的面波频散直接反演方法获得陕西及邻区地壳(6～39 km)高分辨率剪切波速度结构。成像结果显示:(1)渭河盆地顶部形成于新生代,厚的沉积层造成其浅部显著的低速异常,盆地中、上地壳为低速结构。渭河盆地与南北两侧地质构造单元交界区域的下方存在高速与低速结合带,以及在块体间相互运动的作用下,在块体内部,特别是界带深部可能存在着物质与能量的强烈交换,为渭河盆地及邻区的地震孕育发生提供深部环境。(2)南鄂尔多斯块体并不是一个均匀的整体,块体地壳浅层东薄西厚的低速异常结构,可能与鄂尔多斯自显生宙以来的整体掀斜,以及晚白垩纪以来差异性整体抬升和受强烈而不均匀的剥蚀有关。块体中地壳速度比上地壳和下地壳较高。壳内不存在显著的低速体,说明壳内低速体并没有贯穿整个鄂尔多斯地块。我们推测南鄂尔多斯块体仍保留着稳定克拉通的属性,其地壳结构可能反映了克拉通早期形成时的结构特征,至今还未遭受明显改造。(3)秦岭造山带东,西深部结构存在显著差异,具有分段分区的特征。造山带中地壳速度较高,可能因在板块碰撞和造山过程中,下地壳物质被抬升进入中地壳,从而造成中地壳速度偏高。 相似文献
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燕山运动与华北克拉通破坏关系的讨论 总被引：1，自引：0，他引：1
燕山运动与华北克拉通破坏的关系、华北克拉通破坏与西太平洋板块俯冲作用的关系等是探讨和解决中生代中晚期东亚大陆构造演化过程的关键.燕山运动是具有全球意义的重要地壳构造变动,其形成和演化时间及沉积-火山作用的表现已得到了系统地研究.但关于其全球意义,整体性的表现特征仍有诸多的争议.而争议的焦点在于是否以不整合为基本的出发点.对于一个形成于陆内环境、具有强烈变形但不整合发育并不具有普遍性、且火山活动大量出现的地壳变动,到底是一个构造事件还是一个过程,以及它所代表的区域性或全球地质构造意义,仍有待进一步深思.在简要综述燕山运动及华北克拉通破坏的研究成果基础上,讨论了燕山运动的时空变化、形成机制与华北克拉通的变形、破坏、古太平洋板块的俯冲作用等的相关性.强调指出了燕山运动的发生发展时限是以中晚侏罗世为主,与白垩纪期间的伸展作用、大规模的岩浆活动等为代表的华北克拉通岩石圈减薄是不同动力系统下的产物,或者是不同构造事件或构造过程的产物.另外其形成的大地构造背景及是否能代表华北克拉通破坏的主要过程或某一环节,是本文关注的重要命题之一. 相似文献
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从2013年3月至2014年11月,我们布设了一条延川—涪陵的流动宽频带地震台阵,剖面由70个流动台站组成,全长约900km,穿越华北克拉通、秦岭—大巴造山带和扬子克拉通东北缘陆内三大构造单元.利用记录到的远震波形资料,提取得到5638个远震P波接收函数,使用H-κ叠加扫描和CCP偏移叠加方法刻划了秦岭造山带与南北相邻地带的地壳厚度、泊松比以及构造界带.研究结果显示,(1)关于地壳厚度:地壳最厚的区域出现在大巴山,地壳厚度集中在47~51km之间,秦岭的地壳厚度相对大巴山较薄,且呈向北减薄趋势,集中在37~46km之间,渭河盆地地壳厚度为本区域最薄地带,在34°N左右处达到最薄为35km,剖面北侧的南鄂尔多斯盆地的地壳厚度变化缓慢,多为44km左右,南侧的四川盆地东北缘的地壳厚度向南缓慢减薄,集中在42~48km之间;(2)关于泊松比:使用接收函数H-κ叠加扫描法得到了沿剖面各台站下方地壳的平均纵、横波速度比VP/VS(κ),进一步计算得到泊松比σ,泊松比具有明显的横向分块特征,秦岭造山带的泊松比明显低于南北两侧区域,其小于0.26的泊松比表征着该区域地壳物质组分主要为酸性岩石,亦即其酸性长英质组分上地壳相对于基性铁镁质组分下地壳较厚,该区域没有高泊松比分布则表明不存在广泛的部分熔融.(3)关于构造界带:秦岭—大巴造山带与扬子克拉通的边界并非在勉略构造带,应向南移至四川盆地的东北缘,华北克拉通和扬子克拉通分踞秦岭—大巴造山带南、北两侧,且分别以较陡倾角向南和相对较缓的倾角向北俯冲于秦岭—大巴造山带之下,使得秦岭—大巴造山带呈不对称状扇形向外扩展与向上抬升的空间几何模型.秦岭和大巴山之间33°N附近存在分界面,两区域地壳厚度与泊松比特征各异. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(10)
利用跨越华北克拉通中-西部南段及邻区祁连造山带的宽频带密集流动地震台阵共64个台站约一年的连续记录,采用地震背景噪声层析成像方法,获得了台阵下方5~35s的Rayleigh面波和5~30s的Love面波相速度分布,并进一步反演获得了地壳SV、SH波速度和径向各向异性(2×(V_(sh).V_(sv))/(V_(sh)+V_(sv)))结构图像.我们的研究结果显示,研究区地壳速度结构存在明显的区域差异.克拉通中部南段地壳结构变化复杂,广泛存在壳内低速体,可能是在中-新生代构造和岩浆活动中被改造的反映.陕西-山西裂陷区及附近区域的下地壳至壳幔边界表现出强的正径向各向异性特征,可能与中-新生代地幔基性-超基性铁镁质物质底侵有关.克拉通西部鄂尔多斯块体地壳结构相对简单,与其稳定的克拉通构造属性相吻合.该地区浅层为东薄西厚的低速且西向单斜结构,可能与鄂尔多斯显生宙时期的整体掀斜以及晚白垩世以来遭受的强烈差异剥蚀有关;中-下地壳速度较高,不存在显著壳内低速体,并表现为大尺度的正径向各向异性特征,可能还保存了鄂尔多斯块体早期形成时的结构特征.结合前人对华北克拉通北段的研究结果,我们发现克拉通中-西部的南、北段地壳结构相似性和差异性并存,推测可能与克拉通形成之前和形成之后,南、北段各自经历不同的构造过程有关.在克拉通以西的祁连造山带,中地壳存在一近水平且自西向东逐渐减弱的低速层,可能反映该区域受新生代青藏高原东北缘侧向生长的影响,在强烈的挤压构造背景下地壳内部发生了垂向叠置和强烈的韧性变形,且不支持与青藏高原中下地壳流有关. 相似文献