华北克拉通北缘—西伯利亚板块南缘的地壳速度结构特征

【摘要】：华北克拉通北缘—西伯利亚板块南缘(张家口—中蒙边界)的深地震测深剖面长600km,跨越华北板块、内蒙造山带和西伯利亚板块.沿测线采用8个1.5t的爆炸震源激发地震波,使用300套数字地震仪接收,取得了高质量的地震资料.通过资料分析和处理,识别出沉积层及结晶基底的折射波(Pg)、上地壳底面的反射波(P2)、中地壳内的反射波(P3)、中地壳底面的反射波(P4)、下地壳内的反射波(P5,仅在镶黄旗—苏尼特右旗下方出现)和莫霍面的反射波(Pm)等6个震相.采用地震动力学射线方法(seis88)得到的地壳速度结构表明:(1)在华北板块与内蒙造山带之间,内蒙造山带与西伯利亚板块之间,上地壳中存在明显的高速度局部变化,在地表发育大量的古生代花岗岩体、超基性岩体.(2)在中下地壳华北板块南缘的地震波速度大,为6.3～6.7km/s,西伯利亚板块北缘的速度小,为6.1～6.7km/s,且界面比较平缓.原因是在内蒙造山带内地壳的缩短和隆升造山引起了中下地壳界面的剧烈起伏,不同海陆块的拼合和物质交换导致了不同区域速度的不均匀性.(3)莫霍面在赤峰断裂带(F2)以南和索伦敖包—阿鲁科尔沁旗断裂带(F4)以北较为平缓,平均深度为40～42km.在F2—F4之间呈双莫霍面,莫霍面1明显上隆,深度为33.5km,层速度为6.6～6.7km/s.莫霍面2明显下凹,在西拉木伦河断裂带(F3)下方,最深达到47km,速度达到最大为6.8～6.9km/s,这可能是由壳幔物质混合引起的.依据莫霍面的特点,本文认为双莫霍面以南为华北板块北缘,以北为西伯利亚板块南缘,拼合位置在赤峰断裂带(F2)与索伦敖包—阿鲁科尔沁旗断裂带(F4)之间的区域.