长江中下游地区深部速度结构横向变化的成像研究及其与区内浅部多金属成矿带的关系

The mid-lower Yangtze river region (113E-122E，28N-33N) includes four main tectonic units: Dabie-Sulu orogenic belt, the North China Craton, the Tanlu strike-slip fault and the Yangtze Craton. The arc-like metallogenic belt located in the mid-lower Yangtze river region is an important polymetallic metallogenic belt and mineral resource base in eastern China, and its deep geodynamic process has been the focus of debate for deposit scientists for a long time. This project plans to a phased deployment of a 2-D broadband seismic array in order to make the station coverage more uniform and denser and cover all tectonic units. Then by collecting earthquake data and ambient noise surface wave data recorded by both the temporary array and regional network operated by China Earthquake Administration, we will apply two-plane waves method, ambient noise tomography, receiver function common conversion point stacking technique and anisotropy analysis to study the fine deep structure. After a comprehensive analysis of the deep structure obtained from previous studies and geologic and tectonic niformation, we intend to obtain a high-resolution deep crustal-mantle velocity structure of the Yangtze metallogenic belt, and discuss its geological significance how the deep structure influences the mid-lower Yangtze metallogenic belt, thereby to provide an important seismological basis for our deeply understanding of the intra-continental mineralization process and revealing the formation of metallogenic belts.

长江中下游地区（113E-122E，28N-33N）的构造单元主要包括大别－苏鲁碰撞造山带、华北地台、郯庐断裂带和扬子地台。位于长江中下游地区的弧形成矿带是我国中东部重要的多金属成矿带和矿产资源基地，其形成的深部动力学过程一直是矿床学家关注、争论的焦点。本研究拟通过在长江中下游地区分期布设二维的宽频流动地震台阵，从而大大加密该地区已有的固定台站密度，覆盖研究区域内不同的构造单元，然后通过收集区域内的天然地震和背景噪声数据，拟开展双平面地震面波成像、背景噪声无源成像、接收函数共转换点叠加成像和各向异性研究等多种方法的地球深部结构和物性的高精度成像研究，并结合已有的对长江中下游地区深部结构的认识，获得长江中下游地区的地壳-上地幔不同圈层、不同区块物质的性状和结构，并探讨它们对认识长江中下游成矿带形成过程的地质意义，从而为深入了解陆内成矿过程、揭示成矿规律提供重要的地震学依据。

长江中下游地区主要包括华北克拉通的东南部、大别-苏鲁造山带、扬子克拉通的中东部以及华夏板块的东北部。长江中下游成矿带位于研究区域的中心，它是我国东部重要的多金属成矿带和矿物资源基地。为什么在如此狭窄的弧形带内集中产出了众多的大型、超大型矿床？其深部动力学背景是什么？因而探测长江中下游地区的壳幔速度结构和变形特征，对于加深我们对成矿带的深部构造背景和岩浆活动机制的了解有重要意义。通过收集该项目在研究区布设的宽频流动地震台和已有的各省地震局固定台站共200多个台站记录到的地震波形和背景噪声数据，然后利用背景噪声、双平面波成像法以及接收函数联合反演了研究区的地壳和上地幔S波速度结构，同时还利用远震SKS波分裂获得了研究区上地幔各向异性特征。.研究结果表明：在6 km深度，盆地地区均表现为低速特征；在30 km深度，有三个地壳显著减薄的地区表现为明显的高速特征，分别对应着南华北盆地的西南角，郯庐断裂带的东侧和秦岭-大别造山带的南侧在70 km深度，三个地壳显著减薄的地区，其中郯庐断裂带的东侧表现为明显的低速特征，秦岭-大别造山带的南侧表现为相对较弱的低速特征，而南华北盆地的西南角表现为相对的高速；在140 km深度，在南北重力梯度带的东部，整体表现为低速特征。大别造山带下方的速度结构呈现出复杂特征，在大别造山带的东部可以清晰地看到双向俯冲的特征，而在西部，则主要是由南向北的单向俯冲。郯庐断裂带两侧速度结构从浅部地壳到深部岩石圈表现出明显的速度差异。研究区绝大部分的SKS波分裂结果显示近E-W向的快波极化方向，与板块运动的方向是不一致的。华北克拉通和华南块体现今相似的岩石圈结构和上地幔变形可能意味着华北东部和华南块体在晚中生代以来受控于同一的构造体系，除了太平洋板块的西向俯冲，自新生代以来的菲律宾板块西向俯冲和印度与欧亚板块碰撞的远程效应，可能导致了我国东部目前的速度结构和应力环境。