华北克拉通三维速度、密度结构及动力学意义

It's internationally recognized that North China Craton is the best place to research the destruction of craton because of it involving a series of the forefront scientific issues. Accordance with a uniform standard, this study will make the normalization processing of 38 wide-angle reflection/refraction seismic sounding profiles which is completed since the eighties of last century in North China, and establish the high resolution three-dimensional (3-D) crustal velocity structure in the North China. Through joint inversion with the scale of 1:250 000 regional Bouguer gravity data and the 3-D velocity structure, we'll establish the 3-D density structure of the area. A length of about 500km high-precision gravity observation line will be emplaced, and this observation line will across the North China Basin, the Taihang Mountains gravity gradient zone, Shanxi rift, and the region of M7.0 Linfen earthquake. We will study the typical characteristics of geological units in North China Craton, deep tectonic background of earthquake and the mechanism of earthquake occurrence in Linfen meizoseismal area. Combined with the changed information of gravity obtained by regular repeated observations which have done for monitoring seismic by China Earthquake Administration past 20 years in North China and other achievements of geology and geophysics, we'll probe into the destruction range of North China Craton, destruction mechanism, present structure, state and its geodynamic from the view of velocity structure and density distribution in the crust by the method of analysis different structure characters in different size of point (meizoseismal region), line (profiles of gravity and seismic), face (the area of North China Craton).

华北克拉通是国际公认研究克拉通破坏的最佳场所，涉及到一系列前沿性科学问题。本项研究将对华北地区上世纪八十年代以来完成的38条人工地震宽角度反射/折射探测剖面按统一标准进行规一化处理，建立华北地区高精度的壳幔三维速度结构；通过1:25万区域重力异常与三维速度结构的重震联合反演，建立该区三维密度结构；开展跨华北盆地、太行山重力梯级带、山西裂陷区和1695年临汾7级强震区长度500km的高精度重力测量，探讨华北克拉通典型地质构造单元特征，临汾强震区的深部孕震环境、发震机理；结合20余年来中国地震局在华北地区为监测地震定期开展的流动重力重复观测的重力场变化信息，以及其它地质、地球物理研究成果，用点(强震区)、线(重、震勘探剖面)、面(华北克拉通地区)相结合的研究方法，从壳幔速度结构与构造、物质密度分布特征等，认识华北克拉通现今结构与状态，深入探讨华北克拉通破坏涉及的范围和机理等地球动力学问题

华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，受青藏高原隆起的推挤作用以及菲律宾板块和太平洋板块的俯冲作用，在中生代(～2.5亿年)华北克拉通开始被破坏，在地壳形成、增生、演化和再造上表现出十分复杂的结构，因此研究华北克拉通的结构与构造等相关问题具有重要的科学意义。本项目主要开展了以下几方面的工作并取得了有意义的重要成果。. 1.通过对华北地区开展的43条人工地震宽角反射/折射探测成果，按统一标准进行了系统处理解释，建立了华北克拉通地壳三维（以下简称3D）速度结构。显示出地壳分为4个速度层:覆盖层<5.6 km/s、上地壳上部5.6～6.3km/s、上地壳下部6.3～6.5km/s、下地壳6.5～7.0km/s，通过对3D速度结构的纵、横向切片三维空间速度结构图像分析，讨论了研究区东部（116°E）、中部112°E～116°E、西部大致以112°E以西的速度分布，对上述主要块体的速度结构特征、构造及构造边界等进行了系统的论述。. 2．通过横跨山西太行山等典型地质构造单元，完成了一条由山西宜川～山东泰安长度为620km的高精度重力勘探剖面，反演了剖面密度结构。显示出趋势异常主要反映了地壳厚度的变化，地壳厚度自西向东为43km至37km，太行山重力梯级带是地壳厚度的陡变带，变化幅值达6～8km；剩余重力异常表明隆起的部位基底埋深较浅、沉积层厚度较薄，剩余异常偏高，盆地内和凹陷的部位正好相反，基底埋深较深、沉积层较厚，剩余异常偏低；详细地解释了不同异常特征与汤阴地堑、内黄隆起、东明拗陷、荷泽凸起、鲁西隆起等地质构造单元的关系，并对该剖面所反映的地质构造现象进行了深入解释。. 3．系统地收集了研究区大比例尺布格重力异常资料，利用获得的本区3D速度结构成果，采用重震联合反演方法，获得了地壳3D密度结构；采用小波多尺度分析方法，对不同深度的密度变化特征进行了讨论。. 4．研究了临汾、洪洞地震震源断层的空间取向、震源分布及与构造关系，探讨了临汾强震区深部构造环境。. 5.根据华北克拉通地区3D速度、密度结构、结晶基底及Moho界面形态，结合已有地质、地球物理研究成果，综合分析了华北构造分区、地壳结构及构造特征和相关动力学等问题。