① 東烏珠穆沁旗-東溝地學斷面
東烏珠穆沁旗-東溝地學斷面西起內蒙古東烏珠穆沁旗,東至遼寧省東溝,全長約800km(圖2.3)。斷面域由西向東穿越的主要地質單元依次為二連盆地、大興安嶺南段岩漿岩帶、西拉木倫河斷裂、華北板塊北緣、郯廬斷裂(渤海灣盆地)和遼東半島。該斷面顯示,西拉木倫河斷裂沿線是一個十分明顯的岩石圈厚度陡變帶,以北地區的岩石圈厚度明顯小於南部,特別是在西拉木倫河斷裂以南的翁牛特旗地區岩石圈厚度達130km。盧造勛等(2005)根據天然地震資料處理結果不但在整體上揭示了興蒙-吉黑地區的地殼及岩石圈結構特點,而且發現在華北板塊北緣存在一巨厚的岩石圈異常帶(圖2.4和圖2.5)。與滿洲里-綏芬河地學斷面結果類似,該斷面域的岩石圈減薄也是不均勻的,雖然斷面域內最薄的地殼和最薄的岩石圈均出現在東部的下遼河地區,分別為31~34km和85km,岩石圈最厚的地區位於大興安嶺南端,但總體上,岩石圈的厚度並非如多數地球化學研究者所認為的西部大於東部,而是東部大於西部。具體表現為西部岩石圈厚度總體上小於100km,而東部大於100km。與岩石圈厚度變化特點相反,西部的地殼厚度(37~40km)明顯大於東部地區(<37km)。這種特點反映出岩石圈的厚薄與地殼的厚薄並不呈正向關系,它們的厚度變化與盆地或斷裂構造關系密切,只是在盆地和斷裂帶地區岩石圈厚度和地殼厚度才表現有同步變化特點,如該斷面域內最薄的地殼和岩石圈均出現在下遼河盆地和郯廬斷裂帶區域。
圖2.3東烏珠穆沁旗-東溝地學斷面
圖2.4和圖2.5(盧造勛等,2005)所反映的我國東北及鄰區岩石圈厚度和地殼厚度變化的基本輪廓雖然境外部分可能因資料問題精度有限,但基本上反映了我國東北地區的岩石圈厚度和地殼厚度的變化特點。總體上,東北地區地殼厚度最薄的地區出現在松遼盆地和三江盆地地區,厚度小於33km;地殼厚度最大的地區出現在大興安嶺和張廣才嶺地區,厚度大於37km。該資料顯示,除大興安嶺和松遼盆地區之外,東北其他地區的岩石圈厚度變化特點與地殼厚度變化特點存在明顯的不一致性,即地殼厚度並不隨岩石圈厚度的增大而增加,如三江盆地地區地殼厚度較小,但岩石圈厚度較大。這一結果與滿洲里-綏芬河斷面和東烏珠穆沁旗-東溝斷面結果是一致的。特別值得注意的是,盧造勛等(2005)的資料顯示,在東北地區南部,西起溫都爾廟,向東經赤峰、沈陽到梅河口存在一厚度達120~140km的巨厚岩石圈異常帶。這一巨厚的岩石圈異常帶在赤峰地區,即松遼盆地與大興安嶺交界處有所減薄,但總體呈一東西向展布的岩石圈「脊樑」將興蒙-吉黑和華北分隔為兩個岩石圈減薄單元,南部和北部岩石圈厚度主體小於80km。這一岩石圈「脊樑」,西寬東窄,在敦密斷裂附近轉為北東向展布,並未連續向東延伸(圖2.5)。結合區域地質與構造資料分析,華北板塊北緣近東西向展布的巨厚岩石圈帶的分布位置與所謂的「內蒙地軸」的分布范圍基本相當,而呈北東向展布的厚岩石圈帶大致位於依蘭-舒蘭斷裂和敦化-密山斷裂帶之間。根據板塊構造理論分析,巨厚岩石圈根的形成往往與板塊俯沖及所導致的碰撞造山作用有關。因此,華北板塊北緣巨厚岩石圈的形成應與古亞洲洋板塊向華北板塊之下俯沖及所導致的興蒙-吉黑岩石圈板塊與華北岩石圈板塊的碰撞作用有關。也就是說,華北板塊北緣曾存在一個東西向展布的造山帶。區域地質證據似也支持了這一認識,如沿線出露有高級區域變質岩系和時代為晚二疊世-早三疊世(285~243Ma)的碰撞後隆起型花崗岩,在其南北兩側發育有早三疊世陸相紫紅色粗碎屑沉積等。但這一造山帶並未像傳統所認為的一直向東延續到吉林中東部地區,而是轉為北東向到牡丹江地區。目前,我們對這一現象尚不能給出合理的解釋。
圖2.4興蒙-吉黑及鄰區岩石圈厚度等值線圖(據盧造勛等,2005)
圖2.5興蒙-吉黑及鄰區岩石圈厚度等值線圖(據盧造勛等,2005)
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