利用地震波速研究华北克拉通岩石圈组成

首次利用超长观测距深地震测深资料,研究华北克拉通岩石圈三维岩性组成。.以在华北地区近五年实施的5条观测距均超过1000km的深地震测深剖面及其它三十多条深地震测深剖面的二维速度结构为基础，综合确定华北克拉通岩石圈三维速度结构。在应用岩石密度和重力加速度计算岩石圈压力、应用大地热流值与热传导关系计算华北克拉通岩石圈不同深度的温度后，利用波速与温压的关系将深地震测深得到的华北克拉通岩石圈原位地震P波速度校正到室温(20℃)和600MPa的温压条件下的速度，并与相同条件下的实验室测量的岩石波速数据进行对比，结合泊松比和地震各向异性资料，获得华北克拉通岩石圈三维岩性组成模型。对比鄂尔多斯克拉通型、太行造山带型和华北平原大陆裂谷型3个不同类型岩石圈的组成特征。

本项目整理了华北地区（106°—122°E，32°—42°N）40多年来43条深地震测深剖面成果，并补充收集了天然地震层析成像成果，采用三维网格插值的方法，获得了华北克拉通岩石圈（深度0-220km）的三维速度结构。经温压校正，获得常温20℃和600MPa压力的P波校正速度。将校正波速与实验室岩石资料进行对比，获得研究区岩石圈岩性组成。研究表明，华北克拉通岩石圈岩性从浅层的松散岩层，向深部经酸性岩、中性岩、基性岩，逐渐过渡到基性岩。东部比西部、南部比北部更浅地出现了基性、超基性岩石，这也可能反映华北克拉通破坏也是从东向西、从南向北发展的。