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1 第 59 卷第 10 期 2016 年 10 月地球物理学报 CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS Vol.59,No.10 Oct.,2016 张林友, 刘琼颖, 何丽娟华北克拉通热结构差异性特征及其意义. 地球物理学报,59(10): ,doi: / cjg ZhangLY,LiuQ Y,HeLJ.2016.ThediferentlithosphericthermalstructureofNorthChinaCratonanditsimplications. 犆犺犻狀犲狊犲犑. 犌犲狅狆犺狔狊.(inChinese),59(10): ,doi: /cjg 华北克拉通热结构差异性特征及其意义张林友 1,2, 刘琼颖 1,2, 何丽娟 1 1 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室, 北京中国科学院大学, 北京摘要华北克拉通破坏存在空间上的差异性, 至今其内在的动力学机制仍存在较大的争议, 这种差异性在岩石圈热结构上必然有所表现. 广义上岩石圈热结构包括热流结构温度场结构和热岩石圈厚度, 是揭示岩石圈演化及其内在动力学过程的重要基础. 基于二维地震剖面和大地热流数据, 建立二维稳态热传导有限元模型, 对华北克拉通东部岩石圈热结构进行模拟计算并与西部进行对比分析, 在此基础上对比热岩石圈与地震岩石圈厚度差异的变化. 结果显示, 华北克拉通东西部岩石圈热结构有着较为明显的差异, 地幔热流值波动范围分别在 24~44/20.5~ 24.5mW m -2, 壳幔比 1.61~0.70/1.84~1.51, 以 1300 等温线计算得到的热岩石圈厚度变化范围在 75~ 139km/128~162km. 华北克拉通东部相对西部有着较高的深部地幔热流值和较小的地震 / 热岩石圈厚度差异, 这可能意味着东部软流圈地幔有效黏度相比西部低, 估算差异可达 2~3 个数量级. 关键词华北克拉通 ; 岩石圈热结构 ; 地震岩石圈厚度 ; 软流圈黏度 doi: /cjg 中图分类号 P314,P541 收稿日期 , 收修定稿犜犺犲犱犻犳犲狉犲狀狋犾犻狋犺狅狊狆犺犲狉犻犮狋犺犲狉犿犪犾狊狋狉狌犮狋狌狉犲狅犳犖狅狉狋犺犆犺犻狀犪犆狉犪狋狅狀犪狀犱犻狋狊犻犿狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊 ZHANGLin You 1,2,LIU Qiong Ying 1,2,HELi Juan 1 1 犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犔犻狋犺狅狊狆犺犲狉犻犮犈狏狅犾狌狋犻狅狀, 犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊, 犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊, 犅犲犻犼犻狀犵 , 犆犺犻狀犪 2 犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊, 犅犲犻犼犻狀犵 , 犆犺犻狀犪犃犫狊狋狉犪犮狋 Lithosphericthermalstructure hasimportantimpactonitsrheological,physical propertiesandalsothecharacteristicsofcrustaldeformation,geologicalevolutionanddistribution ofearthquakes.asoneofthemosttypicalcasesforrelativelycompletedestructionofitsarchean keelsincemesozoic,thelithosphericthermalstructureofnorthchinacraton(ncc)shouldhave somechange.therefore,weimplementa2 Dthermalmodelingbasedonthesurfaceheatflow andseismicprofiledatatoinvestigatethethermalstructureofncc. Ourmodelisbasedonthe2 Dsteady stateheatconductionequationbyusingthefiniteelement algorithmintheframeofthespacerectangularcoordinatessystem.weobtainthesurfaceheatflowdata bykriginginterpolation,andthendeterminethelithosphericthermalstructurebyadjustingthe mantleheatflowtofitthesurfaceheatflowdatauntilanacceptablesolutionisfound. DiferentfromthelithosphericthermalstructureoftheOrdosbasinwhichislocatedinthe westernncc,themantleheatflowintheeasternnccisestimatedtobe24~44mw m -2, 犙 c/ 犙 mtobe1.61~0.70,whichshowsanobviousfluctuationsandishigherthanothercratonsal 基金项目国家自然科学基金 ( ), 国家重点研发计划项目 (2016YFC ) 联合资助. 作者简介张林友, 男, 研究生, 主要从事岩石圈构造 - 热演化数值模拟研究.E mail:linyou_zhang@mail.iggcas.ac.cn

2 10 期张林友等 : 华北克拉通热结构差异性特征及其意义 3619 overtheworld.thethermallithosphericthicknessalongtheseismicprofileturnsouttobe75~ 139km bydefiningthebaseofthethermallithosphereasthe1300 isotherm.thethermal lithosphericthicknessisthinintheeastand becomesthickertothe west with a minimum thicknessnearthe Tanlufaultzone.Thetemperatureat Mohorange560~710 andhasa similartrendasthethermallithosphericthickness. Comparedwiththeseismicandthermallithosphericthicknessin NCC,thereexistnearly 80~90kmdiferencesin Ordos,64kmintheFenweigraben,butonly40kmintheTaihang Mountainsandnomorethan10kmneartheTanlufaultzone.Therearealsolargediferencesin conductiveheatflowatthebaseoflithospherebetweeneasternand western NCC.Thesehuge changescouldbeatributedtothediferentviscosityoftheasthenosphere.thereareprobably twotothreeordersofmagnitudediferencesintheviscosity whichcouldbecausedby11~35 timeswatercontentdiferencesiftheefectsofotherfactorsareignored. Diferencesinthe viscosity oftheasthenosphereandthelithosphericthermalstructure betweeneasternand western NCC mightbeoneofthereasons whythe western NCCisina relativelystablestatebuttheeasternnccisdestructed.theresearchonthelithosphericthermal structureprovidesaclueforstudyingtheevolutionoflithosphereandcanhelpustorevealthe thermalregimeofthinninganddestructioninthecraton. 犓犲狔狑狅狉犱狊 NorthChinaCraton;Lithosphericthermalstructure;Seismiclithosphericthickness; Viscosityoftheasthenosphere 1 引言华北克拉通位于欧亚大陆东侧边缘, 包含内蒙古南部渤海湾黄海北部等地区, 是现今最为古老的克拉通之一, 可划分为西部陆块 (WesternBlock) 中部造山带 (Trans NCO) 和东部陆块 (Eastern Block) 三部分 (Zhaoetal.,2001). 许多研究表明, 相对表现仍较为稳定的华北克拉通西部陆块, 其东部陆块自中生代以来发生了明显的破坏, 表现在地表热流相对其他典型稳定克拉通明显偏高, 岩石圈厚度强烈减薄, 并伴随有大规模的岩浆活动和强烈的岩石圈伸展 (Menziesetal.,1993;Xu,2001; Renetal.,2002;Heand Wang,2003;Wuetal., 2005;Chen,2010;Qiand Yang,2010;Windley etal.,2010; 朱日祥等,2011,2012;Lietal., 2012,2014;He,2015). 对华北克拉通破坏的机制提出有诸多的假说, 但对东部破坏严重而西部却仍较为稳定的原因仍不十分清楚, 是目前亟需深入探讨的问题 ( 吴福元等,2008; 朱日祥等,2011;Tang etal.,2013). 其中作为对克拉通的稳定 / 破坏具有重要影响的岩石圈热结构特征普遍受到人们的关注, 为此结合不同的方法对此展开了诸多研究 ( 何丽娟等,2001; 臧绍先和刘永刚,2002;AnandShi, 2006;Weietal.,2008;HuangandXu,2010; 汪洋和程素华,2011;Sunetal.,2013; 杨嵩等, 2013). 但华北克拉通东部二维精细岩石圈热结构的数据目前仍相对较少, 更缺少对华北克拉通东西陆块差异性破坏在热结构特征上表现的对比分析. 本文基于长度约 850km, 东西向横穿整个华北克拉通东部区域的文登阿拉善左旗二维地震剖面的宁津忻州段 (Jiaetal.,2014; 王帅军等, 2014; 刘志等,2015), 对华北克拉通东部的岩石圈热结构进行模拟计算, 获得了二维空间上较为精细的岩石圈热结构特征, 弥补了克拉通东部二维空间上热模拟的不足, 并与西部鄂尔多斯盆地热结构进行对比, 分析热岩石圈与地震岩石圈厚度差异变化的特征, 探讨可能存在的原因及其对华北克拉通差异性破坏的启示. 2 数学模型及边界条件空间直角坐标系下, 二维稳态热传导方程表述为 : Δ ( 犽犜 )+ 犃 ( 狓, 狕 )=0, (1) Δ 犽为热导率 (W m -1 K -1 ); 犃为热源 ( 文中指放射性生热, μ W m -3 ); 狓为横向距离 (km); 狕为垂直深度 (km); 犜为温度 (K). 边界条件为 :

3 3620 地球物理学报 (ChineseJ.Geophys.) 59 卷烄犜 ( 狓, 狕 0)= 犜 0( 狓 ), 犜 ( 狓 0, 狕 )= 犜 ( 狓 1, 狕 )=0, 烅狓狓 (2) - 犽 ( 狓, 狕 m) 犜 ( 狓, 狕 m)= 犙 m( 狓 ), 烆狕狕 0 为模型表面 ; 狕 m 为模型底部 ; 狓 0 为左边界 ; 狓 1 为右边界 ; 犜 0 为表面温度 ; 犙 m 为底部热流. 取常年平均表面温度值犜 0 =15 (htp: 作为上部温度边界条件, 模型左右边界为绝热边界条件, 底部热流边界为犙 m. 根据地震剖面, 将二维有限元模型划分为五层, 分别为沉积层上地壳基底中地壳下地壳和岩石圈地幔 ( 图 1c), 给定初始模型厚度为 180km. 在模拟计算中通过不断调整迭代底部热流犙 m 来拟合地表热流值犙 c 最终得到岩石圈的热结构特征. 3 热流数据及热物性参数 3.1 大地热流在模拟计算中, 我们仅使用了最新统计可信度较高的 A 类和 B 类热流数据 ( 胡圣标等,2001; 王良书等,2002; 龚育龄等,2003; 王永新等,2003) 以保证数据的可靠性. 统计分析显示华北克拉通地区热流值符合正态分布. 整体平均热流 61.9±12.5mW m -2, 西部 61.3±9.4mW m -2, 东部地表热流值略微偏高平均 63.7±13.4mW m -2, 具有自西向东增加的趋势, 与网格加权等统计方法得到结果一致 (Gong etal.,2011). 为了更加直观地得出热流的空间变化特征, 我们使用具有相对较强保真能力的克里金插值方法对华北克拉通地区的热流进行插值计算处理, 得到了区域上的热流变化特征 ( 图 1b). 在此基础上提取地震剖面上的热流数据, 获取的地表热流值变化范围在 56.1~75.0mW m -2. 如此长距离和大范围的热流变化很难用地壳生热率的变化来解释, 并且华北克拉通东部作为一个独立完整的陆块, 生热率结构研究至今没有发现明显的不同 (Gaoet al.,1998; 迟清华和鄢明才,1998), 故而这种差异性特征应该是受到来自深部地幔热流供应差异的影响. 3.2 热物性参数岩石热物性参数的研究早在 20 世纪就已经开图 1 (a) 华北克拉通区域图, 虚线为克拉通边界, 蓝色和红色实线分别为克拉通东 / 西部地震剖面线 ( 据黄方等, 2015; 刘志等,2015);(b) 华北克拉通大地热流分布特征 ;(c) 二维岩石圈结构剖面,a 中红线 ( 据刘志等,2015) Fig.1 (a)mapofnccregions.dashedlinesoutlinethenorthchinacraton (NCC).Solidlinesshowlocationof two dimensionalseismicprofile(fromliuetal.,2015;huangetal.,2015).(b)surfaceheatflow mapinthencc. (c)two dimensionalprofileoflithosphericstructure(from Liuetal.,2015)

4 10 期张林友等 : 华北克拉通热结构差异性特征及其意义 3621 始 (Birchand Clark,1940;Lachenbruch,1970; RybachandBuntebarth,1984), 近年来不断有新的发现 (Gibertetal.,2003;Pertermannand Hofmeister, 2006;Merimanetal.,2013;Miaoetal.,2014;Wang etal.,2014). 不同的学者见解不同, 采用的热物性参数也略有所差异 (Artemievaand Mooney,2001; Merimanetal.,2013;He,2014;Miaoetal.,2014), 针对华北克拉通, 本文中采用热物性参数如表 1. 表 1 模型热物性参数及值犜犪犫犾犲 1 犞犪犾狌犲狊狅犳狆犺狔狊犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狌狊犲犱犻狀犿狅犱犲犾犻狀犵岩石圈结构热导率 (W m -1 K -1 ) 生热率 ( μ W m -3 ) 沉积盖层上地壳基底中地壳下地壳岩石圈地幔注 : 热导率参考迟清华和鄢明才,1998; 生热率参考 Furlongand Chapman,2013;Vilàetal.,2010;Liuetal.,2001; 迟清华和鄢明才, 模拟结果及对比 4.1 热流值特征地表热流依据来源主要分为两部分, 一是来自于地壳放射性元素生热, 二是来自于深部地幔的热通量供给. 岩石圈的整体热状态主要由深部热流值控制, 相对地壳浅部生热元素贡献的热通量, 深部地幔的热通量供给大小更能反映出其所在地区的深部构造活动性. 一般而言来自于地幔的热供给比例越大该地区构造就越活跃. 拟合结果显示沿宁津忻州剖面自西向东地幔热流值 (Moho 面处垂向传导热流值 ) 逐渐增大, 由西部约 24mW m -2 增大到东部郯庐断裂带附近约 44mW m -2, 远高于鄂尔多斯盆地 (20.5~24.5 mw m -2 )( 黄方等,2015). 东部地区热流壳幔比值 ( 犙 c/ 犙 m) 由西侧逐渐向东减小 ( 图 2b) 变化范围在 1.61~0.70, 明显不同于西部较高的壳幔比值 (1.84~1.51)( 黄方等,2015). 相比典型稳定克拉通地壳热流占主导 ( 犙 c> 犙 m) 低地幔热流值 (<25mW m -2 ) 的特征 (Jaupartetal., 1998;Rudnicketal.,1998;Artemievaand Mooney, 2001;Hasterok and Chapman,2011; Hackeret al.,2015), 华北克拉通东部来自深部地幔热流的贡献较大. 4.2 温度场特征温度场计算结果显示, 华北克拉通东部地区温度梯度远高于南非等典型稳定克拉通 ( 对应于地表热流约 40 mw m -2 )( 图 3) 且横向波动明显 ( 图 4a). 华北克拉通东部 Moho 面温度变化范围在 560~ 710, 同一深度温度最高值出现在郯庐断裂带附图 2 Fig.2 (a) 热流空间变化特征 ;(b) 热流壳幔比 (WNCC 数据来自黄方等,2015). 剖面位置见图 1a (a)spatialvariationofheatflow;(b)ratioofheatflowcontributionofcrusttomantle (dataofwncccomefrom Huangetal.,2015),profilepositionasshowninFig.1a

5 3622 地球物理学报 (ChineseJ.Geophys.) 59 卷图 3 华北克拉通东部岩石圈地温曲线及捕虏体深度温度数据 ( 捕虏体数据参考 HuangandXu,2010, 位置见图 4a) Fig.3 Lithosphericgeothermalcurveandxenolith 犘犜 dataineasternncc (xenolith 犘犜 datafrom Huangand Xu,2010,positionasshowninFig.4a) 近, 靠近太行山温度逐渐降低 ( 图 4a). 对比西部鄂尔多斯温度场结构, 华北东部同一深度温度明显较高, 在 100km 深度处温度相差可达 300 以上 ( 图 4). 拟合得到的华北克拉通东部地区地温曲线与新生代捕虏体显示的深度 ( 压力 ) 温度数据吻合较好 (Huang andxu,2010), 表明模拟计算结果的合理性 ( 图 3). 4.3 热岩石圈厚度在对岩石圈的研究中, 其厚度特征一致备受关注, 基于不同的原理与方法提出了不同意义上的岩石圈厚度, 如地震热弹性及电性等岩石圈厚度 (Artemieva,2009). 实际上定义岩石圈厚度的许多参数都很大程度上依赖于温度场变化造成的岩石物性的突变, 因此热岩石圈厚度是最直接也是争议最少的定义方式, 并得到了广泛的应用 (Polackand Chapman,1977;Artemieva,2009,2011). 地热学上常取到达特定温度等温面 (~1200/1300 或 0.8 倍地幔岩熔点温度 ) 的深度或地温梯度线向下延伸与地幔绝热线交点的深度作为热岩石圈厚度的底界, 温度范围一般介于 1200~1400 之间. 本文中取犜 =1300 等温线作为热岩石圈的底界 (Artemieva andmooney,2001), 得到华北克拉通东部热岩石圈厚度变化范围在 75~139km( 图 4a), 同时以犜 1= 狕地幔绝热线约束得到的热岩石圈厚度上限为 71~133km, 犜 2= 狕约束得到的下限为 78~149km. 相比于华北克拉通西部鄂尔多斯盆地 ( 图 4b) 在 128~162km 之间的热岩石圈厚度变化 ( 黄方等,2015), 华北克拉通东部热岩石圈厚度明显较薄. 计算结果与东部新生代玄武岩地幔捕虏体制约的岩石圈厚度 (<80km)(Xu,2001) 吻合较好. 对比古生代金伯利岩中地幔包裹体和金刚石中含矿物捕虏体制约的 ~200km 的岩石圈厚度 (Menziesetal.,1993), 在东部发生了 >100km 的减薄. 5 讨论岩石圈热结构主要受控于深部热通量特征. 造图 4 (a) 宁津忻州剖面岩石圈温度场分布, 星号和虚线分别为图 3 捕虏体和地温曲线位置 ; (b) 鄂尔多斯剖面岩石圈温度场分布 ( 黄方等,2015, 改 ). 剖面位置见图 1a Fig.4 Lithospherictemperaturefieldof(a)Ningjin Xinzhouand (b)ordosprofiles(modifiedfrom Huangetal.,2015). Asteriskanddashline:locationofxenolithandgeothermalcurveasshowninFig.3,profilepositionasshowninFig.1a

6 10 期张林友等 : 华北克拉通热结构差异性特征及其意义 3623 成华北克拉通东西部岩石圈深部热通量差异的主要因素是软流圈地幔有效黏度的差异, 软流圈有效黏度的降低促使地幔对流更为活跃, 流变边界层减薄以提供更多的热量 (He,2014). 通过计算我们得到华北克拉通东部岩石圈底部垂向传导热通量为 19.3~44.6mW m -2, 西部约 10.1~25.1mW m -2, 造成两者差异需要软流圈有效黏度变化可能达 2~ 3 个数量级 (He,2014). 同时流变边界层的存在也是造成地震岩石圈和热岩石圈厚度差异的主要因素, 较小的流变边界层厚度对应着较小的地震 / 热岩石圈厚度差异 (Artemieva,2009; Wang,2010; He,2014). 对比华北克拉通地震岩石圈与热岩石圈厚度, 发现两者均呈现出由西向东逐渐减薄的趋势, 但之间的差值存在变化, 在鄂尔多斯盆地最大差异可能达 140km( 黄方等,2015), 较小也有 80~ 90km, 西部汾渭地堑差异略有降低约 64km( 何丽娟,2014), 而华北克拉通东部两者差异最大不到 40km, 且向东逐渐减小, 靠近郯庐断裂带附近两者差异只有不到 10km. 利用流变边界层厚度与软流圈有效黏度对数的线性相关关系 ( 何丽娟,2014), 近似估算得到造成华北克拉通东西陆块热 / 地震岩石圈厚度差异达数十千米的变化需要软流圈上部有效黏度差异达三个数量级, 与底部热通量差异估算得到的黏度差异一致. 软流圈地幔的黏度受成分温度应变速率含水量等多种因素的影响. 实验证明含水量的增加能够显著地降低岩石的黏度 (Karatoand Wu,1993; Karato and Jung,2003;Korenaga and Karato, 2008;Lietal.,2008;Karato,2010;Wang,2010; Burov,2011). 华北克拉通长时间以来受到太平洋板块西向俯冲的影响 ( 朱日祥等,2012), 俯冲脱流体作用可以有效地增加软流圈地幔的含水量, 含水量的增加可能是导致华北克拉通东部被破坏的一个重要因素 (ZhuandZheng,2009;Windleyetal.,2010). 若仅狉 -1 考虑流体作用的影响, 由经验蠕变公式 : η C, OH 取狉 =1.93(KorenagaandKarato,2008),C OH 含量增加约 11~35 倍就能使软流圈有效黏度降低 2~3 个数量级, 加速软流圈对流, 压缩流变边界层厚度, 为克拉通东部岩石圈底侵至现今厚度提供所需的能量. 然而考虑到现今华北克拉通东西陆块存在热结构上的差异, 尤其是在西部减薄较为明显的郯庐断裂带附近, 岩石圈温度场较高软流圈上涌诱发部分熔融加上触发其他流变机制作用, 可能仅需要极少量的水 (~200H/10 6 Si) 软流圈顶部有效黏度就可以降低至 Pa s(wang,2010), 足以保持现今克拉通东部陆块高地幔热通量低地震 / 热岩石圈厚度差异的特征. 6 结论通过二维稳态热模拟研究获得了华北克拉通东部宁津忻州二维空间上较为详细的岩石圈热结构特征. 对比华北克拉通西部的低地幔热流值 (21.2~ 24.5mW m -2 ) 高壳幔热流比 (1.51~1.84) 以及厚的热岩石圈厚度 (128~164km), 华北克拉通东部呈现出高地幔热流值 (24~44 mw m -2 ) 低壳幔热流比 (1.61~0.70) 和薄热岩石圈厚度的热结构特征, 热岩石圈厚度由西约 139km 向东逐渐减薄到郯庐断裂带附近约 75km, 差异达 64km. 对比地震岩石圈与热岩石圈厚度差异, 由克拉通西部向东部逐渐降低, 这种差异性特征与岩石圈地幔底部垂向传导热流的变化趋势一致, 是由于软流圈黏度变化造成的, 初步估算有效黏度的差异达 2~3 个数量级, 若仅由水含量的不同来解释, 可能需要 11~35 倍的差异. 考虑到现今的岩石圈热结构特征, 华北克拉通东部可能并不需要巨量的水来降低软流圈黏度以维持目前较高的地幔热流和较低的地震 / 热岩石圈厚度差异. 降低的软流圈黏度增大了岩石圈底部热通量的供应, 为克拉通破坏提供了能量来源, 可能是华北克拉通东部遭受破坏而西部保持相对稳定的原因之一. 致谢感谢审稿专家提出的宝贵意见. 犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊 An MJ,Shi Y L.2006.Lithosphericthicknessofthe Chinese continent. 犘犺狔狊犻犮狊狅犳狋犺犲犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犐狀狋犲狉犻狅狉狊,159 (3 4): ,doi: /j.pepi ArtemievaI.2011.TheLithosphere:AnInterdisciplinaryApproach.New York:CambridgeUniversityPres. ArtemievaIM, Mooney W D Thermal thickness and evolutionofprecambrianlithosphere:aglobalstudy. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺,106(B8): ,doi: /2000jb ArtemievaI M.2009.Thecontinentallithosphere:Reconciling thermal,seismic,andpetrologicdata. 犔犻狋犺狅狊,109(1 2):23 46,doi: /j.lithos BirchAF,ClarkH.1940.Thethermalconductivityofrocksandits dependenceupontemperatureandcomposition. 犃犿犲狉犻犮犪狀犑狅狌狉狀犪犾狅犳犛犮犻犲狀犮犲,238(8):

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8 10 期张林友等 : 华北克拉通热结构差异性特征及其意义 3625 longdistancedeepseismicsounding. 犆犺犻狀犲狊犲犑. 犌犲狅狆犺狔狊.(in Chinese),58(4): ,doi: /cjg MenziesM A,Fan W M,ZhangM.1993.PalaeozoicandCenozoic lithoprobesandthelossof>120kmofarchaeanlithosphere, Sino Korean craton, China. 犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛狅犮犻犲狋狔, 犔狅狀犱狅狀, 犛狆犲犮犻犪犾犘狌犫犾犻犮犪狋犻狅狀狊,76(1): MerrimanJD,Whitington A G,HofmeisterA M,etal Thermaltransportpropertiesof major Archeanrocktypesto high temperature and implications for cratonic geotherms. 犘狉犲犮犪犿犫狉犻犪狀犚犲狊犲犪狉犮犺,233: ,doi: /j.precamres MiaoSQ,LiH P,ChenG.2014.Thetemperaturedependenceof thermalconductivityforlherzolitesfromthenorthchinacraton andtheassociatedconstraintsonthethermodynamicthickness ofthelithosphere. 犌犲狅狆犺狔狊. 犑. 犐狀狋.,197(2): ,doi: /gji/ggu020. Pertermann M, Hofmeister A M.2006.Thermaldifusivity of olivine group mineralsathightemperature. 犃犿. 犕犻狀犲狉.,91 (11 12): PolackH N,ChapmanDS.1977.Ontheregionalvariationofheat flow,geotherms,andlithosphericthickness. 犜犲犮狋狅狀狅狆犺狔狊犻犮狊, 38(3 4): QiJF,YangQ.2010.Cenozoicstructuraldeformationanddynamic processesofthebohaibaybasinprovince,china. 犕犪狉犻狀犲犪狀犱犘犲狋狉狅犾犲狌犿犌犲狅犾狅犵狔,27(4): RenJ Y,TamakiK,LiS T,etal.2002.Late Mesozoicand Cenozoicriftinganditsdynamicsetingin Eastern Chinaand adjacentareas. 犜犲犮狋狅狀狅狆犺狔狊犻犮狊,344(3 4): RudnickR L,McDonough W F,O ConnelRJ.1998.Thermal structure,thicknessandcompositionofcontinentallithosphere. 犆犺犲犿犻犮犪犾犌犲狅犾狅犵狔,145(3 4): RybachL,BuntebarthG.1984.Thevariationofheatgeneration, densityandseismicvelocity withrocktypeinthecontinental lithosphere. 犜犲犮狋狅狀狅狆犺狔狊犻犮狊,103(1 4): SunYJ,DongSW,ZhangH,etal Dthermalstructureof thecontinentallithospherebeneathchinaandadjacentregions. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃狊犻犪狀犈犪狉狋犺犛犮犻犲狀犮犲狊,62: ,doi: / j.jseaes Tang Y J,Zhang H F,Santosh M,etal.2013.Diferential destructionofthenorthchinacraton:atectonicperspective. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃狊犻犪狀犈犪狉狋犺犛犮犻犲狀犮犲狊,78:71 82,doi: /j. jseaes Vilà M,Fernández M,Jiménez MuntI.2010.Radiogenic heat productionvariabilityofsomecommonlithologicalgroupsandits significancetolithosphericthermalmodeling. 犜犲犮狋狅狀狅狆犺狔狊犻犮狊,490(3 4): Wang C,Yoneda A,Osako M,etal Measurement of thermalconductivityofomphacite,jadeite,anddiopsideupto 14 GPaand1000 K:Implicationfortheroleofeclogitein subduction slab. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻犮犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺 : 犛狅犾犻犱犈犪狉狋犺,119(8): WangLS,LiuS W,XiaoW Y,etal.2002.Thecharacteristicsof terrestrialheatflowinthebohaibay Basin. 犆犺犻狀犲狊犲犛犮犻犲狀犮犲犅狌犾犲狋犻狀 (inchinese),47(2): WangQ.2010.Areviewofwatercontentsandductiledeformation mechanismsofolivine:implicationsforthelithosphere asthenosphere boundaryofcontinents. 犔犻狋犺狅狊,120(1 2): WangSJ,WangFY,ZhangJS,etal.2014.TheP wavevelocity structureofthelithosphereofthenorthchinacraton Results from the Wendeng Alxa Left Banner deep seismic sounding profile. 犛犮犻. 犆犺犻狀犪犈犪狉狋犺犛犮犻.,57(9): ,doi: /s WangY,ChengSH.2011.Thermalstateandrheologicalstrength ofthelithospherebeneaththeeastern China. 犌犲狅狋犲犮狋狅狀犻犮犪犲狋犕犲狋犪犾狅犵犲狀犻犪 (inchinese),35(1): Wang Y X,Feng D S, Wang J Y,etal.2003.Present day geothermalfieldandthermalhistoryofeasternsubdepression, LiaoheBasin. 犆犺犻狀犲狊犲犑. 犌犲狅狆犺狔狊.(inChinese),46(2): WeiW B,Ye G F,JinS,etal.2008.Geoelectricstructureof lithospherebeneatheastern North China:featuresofthinned lithosphere from magnetoteluric soundings. 犈犪狉狋犺犛犮犻犲狀犮犲犉狉狅狀狋犻犲狉狊,15(4): WindleyBF,MaruyamaS,XiaoWJ.2010.Delamination/thinning ofsub continentallithosphericmantleundereasternchina:the roleof waterand multiplesubduction. 犃犿犲狉犻犮犪狀犑狅狌狉狀犪犾狅犳犛犮犻犲狀犮犲,310(10): WuFY,LinJQ,WildeSA,etal.2005.Natureandsignificance oftheearlycretaceousgiantigneouseventineastern China. 犈犪狉狋犺犪狀犱犘犾犪狀犲狋犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲犔犲狋犲狉狊,233(1 2): WuFY,XuY G,GaoS,etal.2008.Lithosphericthinningand destructionofthenorthchinacraton. 犃犮狋犪犘犲狋狉狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪 (inchinese),24(6): Xu Y G Thermo tectonic destruction of the Archaean lithospherickeelbeneath the Sino Korean Cratonin China: Evidence,timingandmechanism. 犘犺狔狊犻犮狊犪狀犱犆犺犲犿犻狊狋狉狔狅犳狋犺犲犈犪狉狋犺, 犘犪狉狋犃 : 犛狅犾犻犱犈犪狉狋犺犪狀犱犌犲狅犱犲狊狔,26(9 10): YangS,XiongX,ZhengY,etal.2013.Upper mantletemperature andlithosphericthicknessofnorthchina. 犆犺犻狀犲狊犲犑. 犌犲狅狆犺狔狊. (inchinese),56(11): ,doi: /cjg ZhaoGC,WildeS A,CawoodP A,etal.2001.Archeanblocks andtheirboundariesinthe NorthChinaCraton:lithological, geochemical,structuralandp T pathconstraintsandtectonic evolution. 犘狉犲犮犪犿犫狉犻犪狀犚犲狊犲犪狉犮犺,107(1 2): ZangS X,Liu Y G,NingJ Y.2002.Thermalstructureofthe lithosphereinnorthchina. 犆犺犻狀犲狊犲犑. 犌犲狅狆犺狔狊.(inChinese), 45(1): ZhuRX,ZhengT Y.2009.DestructiongeodynamicsoftheNorth ChinacratonanditsPaleoproterozoicplatetectonics. 犆犺犻狀犲狊犲犛犮犻犲狀犮犲犅狌犾犲狋犻狀,54(19): ZhuR X,Chen L, Wu F Y,etal.2011.Timing,scaleand mechanismofthedestructionofthenorthchinacraton. 犛犮犻. 犆犺犻狀犪犈犪狉狋犺犛犮犻.,54(6): ,doi: /s

9 3626 地球物理学报 (ChineseJ.Geophys.) 59 卷 ZhuRX,XuY G,ZhuG,etal.2012.DestructionoftheNorth ChinaCraton. 犛犮犻. 犆犺犻狀犪犈犪狉狋犺犛犮犻.,55(10): , doi: /s y. 附中文参考文献迟清华, 鄢明才华北地台岩石放射性元素与现代大陆岩石圈热结构和温度分布. 地球物理学报,41(1): 龚育龄, 王良书, 刘绍文等济阳坳陷大地热流分布特征. 中国科学 (D 辑 : 地球科学 ),33(4): 何丽娟流变边界层及其对华北克拉通热 / 地震岩石圈底界差异的意义. 地球物理学报,57(1):53 61,doi: / cjg 何丽娟, 胡圣标, 汪集中国东部大陆地区岩石圈热结构特征. 自然科学进展,11(9): 胡圣标, 何丽娟, 汪集中国大陆地区大地热流数据汇编 ( 第三版 ). 地球物理学报,44(5): 黄方, 何丽娟, 吴庆举鄂尔多斯盆地深部热结构特征及其对华北克拉通破坏的启示. 地球物理学报,58(10): ,doi: /cjg 刘志, 王夫运, 张先康等华北克拉通东部地壳与地幔盖层结构长观测距深地震测深剖面结果. 地球物理学报,58(4): ,doi: /cjg 王良书, 刘绍文, 肖卫勇等渤海盆地大地热流分布特征. 科学通报,47(2): 王帅军, 王夫运, 张建狮等华北克拉通岩石圈二维 P 波速度结构特征文登阿拉善左旗深地震测深剖面结果. 中国科学 : 地球科学,44(12): 汪洋, 程素华中国东部岩石圈热状态与流变学强度特征. 大地构造与成矿学,35(1): 王永新, 冯殿生, 汪集等辽河盆地东部凹陷现今地温场及热历史的研究. 地球物理学报,46(2): 吴福元, 徐义刚, 高山等华北岩石圈减薄与克拉通破坏研究的主要学术争论. 岩石学报,24(6): 杨嵩, 熊熊, 郑勇等华北地区上地幔温度及岩石圈厚度分布研究. 地球物理学报,56(11): ,doi: / cjg 臧绍先, 刘永刚华北地区岩石圈热结构的研究. 地球物理学报,45(1): 朱日祥, 陈凌, 吴福元等华北克拉通破坏的时间范围与机制. 中国科学 : 地球科学,41(5): 朱日祥, 徐义刚, 朱光等华北克拉通破坏. 中国科学 : 地球科学,42(8): ( 本文编辑何燕 )

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10 期 张林友等 : 华北克拉通热结构差异性特征及其意义 3619 overtheworld.thethermallithosphericthicknessalongtheseismicprofileturnsouttobe75~ 139km bydefiningthebaseofthetherm

10 期张林友等 : 华北克拉通热结构差异性特征及其意义 3619 overtheworld.thethermallithosphericthicknessalongtheseismicprofileturnsouttobe75~ 139km bydefiningthebaseofthetherm