地質地球所研究拉張環境的下造山機制

地質地球所以河套地塹和鄂爾多斯北部為例研究拉張環境的下造山機制

　　早期研究表明，華北克拉通東部晚中生代到新生代經歷了巖石圈的破壞(減薄)，然而克拉通西部具有負的布格異常、低的地熱流值，標志著華北克拉通西部仍然是穩定的，特別是鄂爾多斯塊體。克拉通西部由北部的陰山造山帶和南部的鄂爾多斯塊體組成。河套地塹位于鄂爾多斯塊體和陰山造山帶之間，目前沿北西北-南東南向拉張。地塹從漸新世開始發育，并伴隨著鄂爾多斯塊體北緣的抬升。然而，是什么樣的動力機制使得地塹拉張的同時，穩定的鄂爾多斯塊體北緣出現抬升，這一問題尚有待深入研究。

　　中科院地質與地球物理研究所青藏高原研究室田小波副研究員、滕吉文研究員與其所在研究團隊在自然科學基金委項目的資助下，在鄂爾多斯和陰山造山帶地區布設了一個南北向三分量寬頻帶天然地震觀測臺陣，使用遠震接收函數方法來研究鄂爾多斯和陰山造山帶地區的殼幔結構，利用地殼、上地幔以及地幔過渡帶主要界面的橫向變化，結合地殼地震波速度結構，討論了鄂爾多斯塊體北緣的抬升機制。

　　研究結果表明：鄂爾多斯北部和河套地塹下方巖石圈厚度的橫向變化可能引起局部地幔對流，同時板塊的拉張減薄導致地塹下方地幔減壓熔融，高溫的地幔加熱鄂爾多斯北部巖石圈底部，巖石圈受熱密度減小，浮力增加導致地表抬升;另一方面，上涌的地幔促使地塹下地殼發生熔融，并被擠入鄂爾多斯北部的下地殼，從而使鄂爾多斯北部地殼增厚，地表進一步抬升。

　　該研究成果近期發表在國際地球物理領域研究期刊Physics of the Earth and Planetary Interiors上(Tian et al. Structure of crust and upper mantle beneath the Ordos Block and the Yinshan Mountains revealed by receiver function analysis. Physics of the Earth and Planetary Interiors，2011，184：186-193， doi:10.1016/j.pepi.2010.11.007)。

圖1. 流動寬頻帶地震臺站分布

圖2. 鄂爾多斯塊體北緣的抬升機制示意圖