华北克拉通P波各向异性层析成像

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我们使用大量高精度的近震和远震P波数据研究华北克拉通上地幔的三维方位和径向各向异性层析成像。祁连山和柴达木块体延续到~500km显示为NE-SW快速方向(FVD)的方位各向异性和正的径向各向异性,表明地幔流动是印度—欧亚板块碰撞所引起。鄂尔多斯岩石圈一直到~250km表现出近N-S向的方位各向异性和负的径向各向异性,推测保留了其在太古代甚至更早形成时期的各向异性结构。郯庐断裂带南段两侧岩石圈方位各向异性截然不同,可能说明华北克拉通与扬子板块在碰撞前的不同动力学背景。华北克拉通东部上地幔200-400km存在着高速异常和负的径向各向异性块体,可能反应的是被破坏的太古代克拉通岩石圈残体。华北克拉通东部地幔转换带存在着明显的高速异常、近N-S向的水平方位各向异性和正的径向各向异性块体,可能是滞留的太平洋俯冲板块。华北东部、中部造山带和鄂尔多斯块体软流圈主要方位各向异性快速方向为NW-SE,与绝对板块运动方向以及太平洋板块俯冲方向一致,软流圈各向异性主要受地幔流动驱使,可能与太平洋俯冲板块有某种联系。祁连山和柴达木块体与鄂尔多斯块体方位和径向各向异性的不同,表明印度—欧亚板块引起的地幔流动遭到鄂尔多斯巨厚岩石圈的阻挡。  研究结果可能区分了太古代克拉通岩石圈的残体和滞留的太平洋俯冲板块;证实了华北克拉通岩石圈的再活化范围局限于中部造山带及其以东地区,没有延伸至西部块体,而且中部与东部的再活化过程有一定的不同。由于鄂尔多斯岩石圈的阻挡,印度—欧亚板块碰撞对华北克拉通地幔流动影响甚微。在动力学机制上,华北克拉通的再活化主要受太平洋板块西向俯冲的影响。  
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