① 东乌珠穆沁旗-东沟地学断面
东乌珠穆沁旗-东沟地学断面西起内蒙古东乌珠穆沁旗,东至辽宁省东沟,全长约800km(图2.3)。断面域由西向东穿越的主要地质单元依次为二连盆地、大兴安岭南段岩浆岩带、西拉木伦河断裂、华北板块北缘、郯庐断裂(渤海湾盆地)和辽东半岛。该断面显示,西拉木伦河断裂沿线是一个十分明显的岩石圈厚度陡变带,以北地区的岩石圈厚度明显小于南部,特别是在西拉木伦河断裂以南的翁牛特旗地区岩石圈厚度达130km。卢造勋等(2005)根据天然地震资料处理结果不但在整体上揭示了兴蒙-吉黑地区的地壳及岩石圈结构特点,而且发现在华北板块北缘存在一巨厚的岩石圈异常带(图2.4和图2.5)。与满洲里-绥芬河地学断面结果类似,该断面域的岩石圈减薄也是不均匀的,虽然断面域内最薄的地壳和最薄的岩石圈均出现在东部的下辽河地区,分别为31~34km和85km,岩石圈最厚的地区位于大兴安岭南端,但总体上,岩石圈的厚度并非如多数地球化学研究者所认为的西部大于东部,而是东部大于西部。具体表现为西部岩石圈厚度总体上小于100km,而东部大于100km。与岩石圈厚度变化特点相反,西部的地壳厚度(37~40km)明显大于东部地区(<37km)。这种特点反映出岩石圈的厚薄与地壳的厚薄并不呈正向关系,它们的厚度变化与盆地或断裂构造关系密切,只是在盆地和断裂带地区岩石圈厚度和地壳厚度才表现有同步变化特点,如该断面域内最薄的地壳和岩石圈均出现在下辽河盆地和郯庐断裂带区域。
图2.3东乌珠穆沁旗-东沟地学断面
图2.4和图2.5(卢造勋等,2005)所反映的我国东北及邻区岩石圈厚度和地壳厚度变化的基本轮廓虽然境外部分可能因资料问题精度有限,但基本上反映了我国东北地区的岩石圈厚度和地壳厚度的变化特点。总体上,东北地区地壳厚度最薄的地区出现在松辽盆地和三江盆地地区,厚度小于33km;地壳厚度最大的地区出现在大兴安岭和张广才岭地区,厚度大于37km。该资料显示,除大兴安岭和松辽盆地区之外,东北其他地区的岩石圈厚度变化特点与地壳厚度变化特点存在明显的不一致性,即地壳厚度并不随岩石圈厚度的增大而增加,如三江盆地地区地壳厚度较小,但岩石圈厚度较大。这一结果与满洲里-绥芬河断面和东乌珠穆沁旗-东沟断面结果是一致的。特别值得注意的是,卢造勋等(2005)的资料显示,在东北地区南部,西起温都尔庙,向东经赤峰、沈阳到梅河口存在一厚度达120~140km的巨厚岩石圈异常带。这一巨厚的岩石圈异常带在赤峰地区,即松辽盆地与大兴安岭交界处有所减薄,但总体呈一东西向展布的岩石圈“脊梁”将兴蒙-吉黑和华北分隔为两个岩石圈减薄单元,南部和北部岩石圈厚度主体小于80km。这一岩石圈“脊梁”,西宽东窄,在敦密断裂附近转为北东向展布,并未连续向东延伸(图2.5)。结合区域地质与构造资料分析,华北板块北缘近东西向展布的巨厚岩石圈带的分布位置与所谓的“内蒙地轴”的分布范围基本相当,而呈北东向展布的厚岩石圈带大致位于依兰-舒兰断裂和敦化-密山断裂带之间。根据板块构造理论分析,巨厚岩石圈根的形成往往与板块俯冲及所导致的碰撞造山作用有关。因此,华北板块北缘巨厚岩石圈的形成应与古亚洲洋板块向华北板块之下俯冲及所导致的兴蒙-吉黑岩石圈板块与华北岩石圈板块的碰撞作用有关。也就是说,华北板块北缘曾存在一个东西向展布的造山带。区域地质证据似也支持了这一认识,如沿线出露有高级区域变质岩系和时代为晚二叠世-早三叠世(285~243Ma)的碰撞后隆起型花岗岩,在其南北两侧发育有早三叠世陆相紫红色粗碎屑沉积等。但这一造山带并未像传统所认为的一直向东延续到吉林中东部地区,而是转为北东向到牡丹江地区。目前,我们对这一现象尚不能给出合理的解释。
图2.4兴蒙-吉黑及邻区岩石圈厚度等值线图(据卢造勋等,2005)
图2.5兴蒙-吉黑及邻区岩石圈厚度等值线图(据卢造勋等,2005)
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