松辽盆地岩石圈减薄的深部动力学过程

作者：韩江涛; 郭振宇; 刘文玉; 侯贺晟; 刘国兴; 韩松; 刘立家; 王天琪

来源：地球物理学报, 2018, 61(06): 2265-2279.

• 岩石圈减薄
• 动力学过程
• 大地电磁测深
• 松辽盆地

松辽盆地作为东亚裂谷系的一部分,与华北克拉通一起经历了中生代岩石圈减薄的重大地质事件.对大陆岩石圈-软流圈状态和构造的整体认识,是研究大陆岩石圈减薄深部动力学过程的关键.在获得过松辽盆地的106个宽频和30个长周期大地电磁测深数据的基础上,完成测点数据二维偏离度、构造走向等计算与分析,进一步采用非线性共轭梯度算法,对TE和TM模式数据进行二维联合反演,获得了沿剖面的壳-幔电性结构,并依此构建了松辽盆地壳-幔结构模型.研究结果表明:(1)大兴安岭地区岩石圈厚度约为160km,松辽盆地岩石圈厚度约为45km,张广才岭岩石圈厚度在70100km之间,莫霍面与岩石圈底界面不呈镜像关系.软流圈整体表现为中、低阻异常,电阻率值在30Ωm左右,其形态呈西倾约30°的蘑菇状异常,指示了软流圈物质上涌的形式,有别于软流圈垂直上涌的传统认识.(2)松辽盆地深部存在双层高导异常(电阻率小于5Ωm),上层为壳内高导层,呈"蛇"状分布,推断为岩浆底侵区,下层为幔内高导层,呈"哑铃"状,为软流圈上涌区.软流圈内存在两个"哑铃"状中、高阻异常,推断为拆沉的岩石圈地幔.具有冷的、高密度的下降物质流的堆积以及拆沉块体下插到两侧山岭是促使大兴安岭与张广才岭在中生代伸展环境中快速隆升重要原因;(3)松辽盆地经历了岩石圈减薄事件,与大兴安岭岩石圈厚度相比,松辽盆地岩石圈厚度减薄了近100km,与东侧张广才岭相比减薄了70km,而与中生代华北地台100km的岩石圈厚度相比,减薄了近50km,其经历了岩石圈伸展期、裂解期、拆沉期和增长期的动力学过程.

• 单位
  吉林大学; 中国地质科学院地质研究所; 国土资源部