房立華 吳建平 明躍紅 王未來 王長在 楊 婷

（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

華北克拉通形成于太古代至早元古代，是世界上最古老的陸核之一。與全球多數(shù)克拉通不同的是，華北克拉通形成后，中生代以前一直保持穩(wěn)定。但自中生代以來，特別是在燕山期，華北克拉通東部遭受了強烈的改造，其巖石圈被減薄，或被稱為受到了“去根”作用。由于華北克拉通在全球克拉通中的特殊性，華北的巖石圈減薄問題得到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛注意，對華北克拉通遭受破壞的動力學(xué)過程是近年來國際地球科學(xué)研究的熱點之一。但目前有關(guān)華北克拉通破壞的范圍、破壞機制，以及深部控制因素還存在較大爭議。

為研究華北克拉通的破壞過程和巖石圈減薄機制，以及華北地區(qū)強震的孕震背景，中國地震局地球物理研究所自2006年11月開始在華北地區(qū)開展了大規(guī)模流動地震臺陣觀測，布設(shè)了190套寬頻帶地震儀、10套甚寬帶地震儀和50套短周期地震儀。本研究利用華北地震科學(xué)臺陣的190個寬頻帶、10個甚寬帶臺、2007年1月至2008年2月的地震背景噪聲數(shù)據(jù)，經(jīng)過重采樣、儀器響應(yīng)校正、去均值、去傾斜分量、帶通濾波、時間域歸一化和頻譜白化等預(yù)處理后，進行互相關(guān)計算，提取了瑞利和勒夫波經(jīng)驗格林函數(shù)。經(jīng)過數(shù)據(jù)篩選和質(zhì)量控制，選擇高信噪比的面波經(jīng)驗格林函數(shù)，測量得到了瑞利波和勒夫波的頻散曲線。采用面波層析成像方法得到了華北地區(qū)4～40 s周期的瑞利波群速度、相速度分布圖像和勒夫波的群速度分布圖像。

檢測板測試表明，大部分地區(qū)的分辨率都可以達到0.25o×0.25o。層析成像結(jié)果顯示，短周期的速度分布特征與地表地質(zhì)和構(gòu)造特征基本一致，華北盆地和山西斷陷帶內(nèi)的盆地呈現(xiàn)低速異常，燕山隆起和太行山隆起表現(xiàn)為高速異常；中周期的速度分布圖揭示了華北盆地內(nèi)部隆起和坳陷的空間分布范圍及沉積層的厚度差異。不同類型的面波層析成像結(jié)果基本一致，互相驗證，表明所得結(jié)果是較為可信的。

關(guān)于華北克拉通破壞的范圍，一種觀點認為，中國東部克拉通巖石圈減薄主要涉及到大興安嶺—太行山重力梯度帶以東地區(qū)；另一種觀點則認為，克拉通的中部塊體也發(fā)生了巖石圈減薄現(xiàn)象。本研究得到的頻散曲線具有明顯的分區(qū)特征：太行山隆起、燕山隆起和鄂爾多斯塊體東北緣的頻散曲線形態(tài)基本一致，和其它典型克拉通相似；張渤地震帶和山西裂谷盆地的頻散曲線基本一致，接近于埃塞俄比亞裂谷。中西部塊體的平均頻散曲線和其他典型克拉通相似，而東部塊體的頻散曲線和中西塊體存在較大差異，且低于其他典型克拉通，表明東部塊體的地殼受到了強烈的破壞和改造，而中西塊體受改造的程度較低，仍具有穩(wěn)定克拉通的物理性質(zhì)。太行山重力梯度帶的東西兩側(cè)在地形地貌、速度結(jié)構(gòu)、頻散特征、地殼厚度、巖石圈厚度以及地幔過渡帶厚度均存在顯著差異，是劃分華北克拉通破壞空間范圍的一條重要界線，推測華北克拉通的破壞范圍主要在太行山重力梯度帶以東。