中朝克拉通东部上地幔精细圈层结构:来自朝鲜核爆源深地震测深剖面的约束

摘要：

晚中生代以来,中朝克拉通经历了一系列强烈构造和岩浆事件,岩石圈性质发生显著变化.为此,中朝克拉通"破坏"一词被提出,但破坏形态主要来自地表地质、地球化学、地壳结构和上地幔较大尺度的地震学成像等的约束.因较大能量的人工震源方法较难在人口密集的华北地区实施,基于深地震测深剖面对整个上地幔精细圈层结构的探究仍限于较少地区.为此,我们根据中国地震台网和部分流动台站记录的2017年9月3日朝鲜地下核试验地震数据,利用宽角反射/折射成像方法,揭示了中朝克拉通东部及邻区5个不同方位剖面的高垂向分辨率一维地壳和上地幔P波速度结构.结果显示,中朝克拉通东部及周边地区平均地壳厚度为29～30 km,全地壳平均速度在6.10～6.17 km·s-1之间,远低于全球大陆地壳平均值,表明该区下地壳很薄甚至缺失,且在地壳底部可能存在因局部拆沉而形成的强水平各向异性.该区80 km左右深度可观测岩石圈正速度梯度内部间断面,推测其可能是由尖晶石到石榴石相变引起.在约220 km深度,我们探测到通常存在于稳定克拉通下方的Lehmann间断面,揭示中朝克拉通东部还部分保留类似稳定克拉通的圈层结构.介于80 km间断面和Lehmann间断面之间的上地幔P波速度较全球IASP91模型明显偏低,且上地幔震相(Pn、PL和P410)到时介于稳定克拉通区域和活动构造区域之间,表明中朝克拉通东部及邻区上地幔整体处于"冷"至"热"的过渡状态.

关键词：朝鲜核爆、深地震测深剖面、薄下地壳、上地幔间断面、中朝克拉通东部

所属期刊栏目：66

分类号：P315(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：2843-2859