大陆地壳形成后不断遭受构造、岩浆和变质作用，其组成和结构都会发生变化，被称之为大陆更新（continental rejuvenation）。更新的地壳记录了大陆构造活动区域构造演化的信息，也关系到资源的形成和地质灾害的产生，具有重要的研究价值。晚中生代以来，华北东部的克拉通属性整体丧失，岩石圈性质发生变化，是全球古老克拉通遭受破坏最明显、最典型的区域。华北北缘早白垩世形成的一系列变质核杂岩和伸展穹窿，是克拉通破坏的浅部地质响应之一（图1）。这些变质核杂岩遭受的构造作用应该不同于后造山重力垮塌。 地质地球所郑天愉研究员及其合作者以此构造作用为对象，进行了地壳结构探测研究，获得了探测区域地壳更新的新认识。她们以获取高质量、高分辨的地震观测资料为起点，进行了丹东-东乌珠穆沁旗约920km剖面60个流动台阵的天然地震观测（图1粉红色三角表示台站）；采用新发展的接收函数成像技术，以理论转换波深度叠加剖面与观测剖面的拟合为判据（图2），构建了剖面下方地壳的剪切波速度结构（图3）；进而将岩石地球化学分析对地壳岩石组分与年龄的研究结果和地质学对伸展构造的观测结果相结合，推断出辽东地区观测剖面下方的地壳是被岩浆和变质作用更新的地壳（图4）。该地震观测剖面西段位于中亚造山带，成像结果发现在Solonker缝合带下方是被向南的低角度倾斜界面分割成上下叠置的两部分（图3）。分析认为这是古亚洲洋闭合的残留构造记录。对比剖面东-西段截然不同的结构特征，她们推断，东亚大陆腹部没有受到古太平洋板块构造作用的显著影响。
图1 研究区域构造背景和地震观测剖面位置
图2 理论（b）和观测（a）共转换点（CCP）叠加剖面比较
图3 剪切波速度结构的接收函数成像剖面
图4 地壳更新的结构、岩浆作用、构造作用解释图
该研究结果近期发表在Nature出版集团下属的在线期刊Scientific Reports（Zheng et al. 2015. Seismological constraints on the crustal structures generated by continental rejuvenation in northeastern China. Scientific Reports, 5: 14995; doi:10.1038/srep14995）。
原文链接：http://www.nature.com/articles/srep14995
