鄂尔多斯东西缘壳幔结构差异及相互作用关系

鄂尔多斯块体位于华北克拉通西部, 在华北克拉通的破坏和改造过程中保留了大部分的克拉通岩石圈根, 且块体两侧连接了构造格局截然不同的青藏高原和华北平原, 所以研究鄂尔多斯块体及其周缘详细的壳幔结构对于理解华北克拉通演化的动力学过程具有重要意义. 为研究鄂尔多斯与两侧块体间的相互作用关系, 本文利用喜马拉雅计划Ⅱ期和Ⅲ期中104个分布在祁连造山带和华北克拉通沿36.5°N附近的宽频带台站数据, 采用接收函数和面波联合反演获得了台站下方0~100km深度范围内的S波速度结构, 利用接收函数共转换点叠加(CCP)方法得到了研究区域内的地壳间断面结构. 研究结果显示: (1) 研究区的Moho面深度自西向东呈逐渐变浅, 祁连造山带Moho面深度最大, 鄂尔多斯块体次之, 华北中部造山带最浅; 海原断裂带附近和山西裂谷下方的Moho面分别存在局部下凹和上拱. (2) 块体之间的壳幔结构具有明显的横向非均匀性, 祁连造山带下方20~40km深度范围内存在显著的低速异常分布, 低速层速度值自西向东增大且厚度逐渐变薄, 揭示了华北克拉通在阻挡青藏高原东北缘的生长和侧向挤出过程中, 祁连造山带中下地壳增厚; 华北中部造山带的岩石圈软流圈边界深约90km, 明显浅于鄂尔多斯块体, 反映了中生代西太平洋板块弧后扩张造成的地幔上升流对华北中部造山带的岩石圈进行热侵蚀和改造, 导致其岩石圈减薄. (3) 在山西裂谷及两侧邻区下方不同程度上拱的Moho面和减薄的岩石圈的位置相对应, 可能暗示了山西裂谷的发育与华北中部造山带岩石圈的减薄存在紧密的联系.