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地球是由若干圈层组成的,岩石圈是地球顶部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层,厚度约为60-200 km。尽管岩石圈相对于整个地球而言,是非常薄的一层,但它是板块运动的主体,与地球的造山、成盆等地质构造紧密相关,而且与资源能源,地震孕育,火山爆发,环境变迁等密不可分。 自1958年柴达木盆地的第一条深地震探测剖面以来,中国大陆地壳和上地幔结构深部探测为中国大陆聚合过程及其岩石圈变形响应研究提供了有效的约束。本文基于前人的研究成果,总结了中国大陆地区的110多条人工源深地震测深资料,结合由此得到的P波速度结构模型构建了华南,青藏高原的三维密度结构;另外根据热流反演得到了中国大陆地区的温度结构;特别针对青藏高原东部隆升的深部结构与地表过程响应这一目的,对青藏高原东北缘的一条宽频带地震剖面进行了地壳精细结构的研究。在获得中国大陆典型地区地壳结构的基础上,利用屈服应力包络、有效弹性厚度和地震活动性探讨了岩石圈流变性。最终形成了中国大陆典型地区地壳结构的基本数据库。 研究结果表明中国大陆不同构造区地壳厚度和平均速度差异明显:青藏高原平均莫霍面深度大于65 km,平均P波速度6.34 km/s;华南地区平均莫霍面深度约为35km,平均速度6.35 km/s;华北和东北地区平均莫霍面深度约为36-38km,平均速度为6.41 km/s和6.42 km/s;柴达木盆地平均莫霍面深度约为55 km,平均速度为6.43 km/s;塔里木盆地约为50 km,平均速度为6.40 km/s;四川盆地约为40 km,平均速度为6.51 km/s;松辽盆地约为35 km,平均速度6.48 km/s。中国大陆主要构造域地壳平均P波速度通常小于全球平均水平(6.45km/s),说明中国大陆主要构造域地壳具有长英质组分为主的特征,记录了中生代以来岩石圈演化的复杂过程以及新生代陆-陆碰撞和壳幔物质循环信息。不同构造区块地壳厚度和地壳平均速度的差异可能归因于它们所处的地理和构造环境的差异,中国西部地区地壳处于挤压环境,而中国东部地区地壳进入岩石圈拉张作用阶段。 华南地区扬子块体与华夏块体南部的分界可能在郴州-临武断裂;华北克拉通的地幔岩石圈高温是岩石圈的减薄或破坏的直接显示,华北地区可能存在的下地壳流对克拉通破坏具有促进作用;青藏高原南部的岩石圈低密度可能反映了青藏高原南部相对软弱的岩石圈结构,暗示印度板块的俯冲前沿到达了班公怒江缝合带(BNS);俯冲的印度板块岩石圈的密度并不都大于周围岩石的密度,俯冲的过程可能还需要来自于地幔流的动力支持。 对屈服应力包络、有效弹性厚度和地震活动性的研究发现,它们所描述的岩石圈强度在时间尺度和空间尺度是存在差异性的。我们认为不同构造域内部地震活动性分布具有明显的模式差异:如深度范围内呈现出单峰、双峰乃至多峰式分布特征,这表明地壳结构、组成和流变性结构对岩石圈变形发挥了重要的控制作用。中国大陆岩石圈屈服应力包络一阶特征分析认为:中国东部地区岩石圈流变结构具有“果冻三明治”模型特征,青藏高原具有弱下地壳的“焦糖布丁”模型特征,中央造山带的西昆仑-东昆仑-秦岭造山带具有较强下地壳的“焦糖布丁”模型特征,并提出岩石圈流变结构的空间分布可以通过特定的板块内部和板块之间的深部动力学过程予以协调。