地震学探明华北克拉通破坏空间分布

中科院地质与地球物理研究所研究员陈凌在野外安装地震仪。

华北克拉通破坏的空间分布，是深入研究该破坏作用动力学过程和机制的重要依据。而探索华北克拉通破坏的空间分布，必须深入了解华北及邻区的地壳、上地幔结构。地震学探测是获取这些结构信息最直接有效的手段。

在国家自然科学基金委员会“华北克拉通破坏”重大研究计划的资助下，中国科学院地质与地球物理研究所、中国地震局地球物理勘探中心、北京大学等的科研团队，对华北地区开展了大规模天然源和人工源地震探测研究。他们在整个华北克拉通及周缘共布设688个宽频带流动地震台站，组成8条线性观测台阵（总长6500km）和两个二维观测台阵，并完成了3条长观测距人工源地震宽角反射/折射观测剖面（3650km）和2条气枪源OBS深地震海陆联合观测剖面（860km）。

该重大研究计划在科学问题引导下的大规模深部探测，已成为大陆深部结构研究的国际典范。

基于上述密集地震观测数据，发展和应用高精度地震成像新方法，科研人员获得了华北地区地壳和上地幔结构及变形等的详细信息。

研究结果显示，华北克拉通地壳与岩石圈地幔结构和性质存在显著东西差异。东部陆块普遍分布着薄的地壳 （<35公里）和岩石圈（60~100公里），且变形较强，明显不同于典型克拉通型岩石圈结构。

研究人员表示，这与该地区岩石圈地幔年轻、易熔的特征和岩浆岩的广泛分布相结合，表明克拉通东部经历了岩石圈的强烈破坏；西部陆块主体地壳（厚约45 公里）和岩石圈（厚达150~200公里）相对较厚、变形弱，具有典型克拉通的结构特征。同时，结合其缺乏岩浆、地震活动等的地质特征，反映出西部主体仍保持克拉通整体稳定的属性，中部陆块地壳和岩石圈厚度及结构都表现为强烈的横向非均匀性，这与该地区经历了复杂的局部改造过程相对应。

在研究人员看来，这些新的地震学成像研究结果从深部观测角度约束了华北克拉通破坏的空间分布，并证明克拉通破坏具有明显的空间差异性。

通过对不同区域、不同尺度和采用不同方法获得的地震成像结果进行整合，研究人员进一步建立了“华北地区地壳—上地幔地震波速结构模型”，简称华北结构模型（VMNC），目前已正式发布了2.0版本（VMNC v2.0）。这一模型和相应数据库的建立是“华北克拉通破坏”重大研究计划的学科集成成果，为深入研究中国大陆演化提供了基础数据。