摘要
兴蒙造山带自早古生代形成稳定的佳蒙地块以来，受到古亚洲洋闭合、蒙古-鄂霍茨克洋闭合，尤其是太平洋板块中远程俯冲构造事件的影响。中生代太平洋板块俯冲深刻影响着兴蒙造山带一系列的构造事件，新生代发育着广泛的板内火山事件，著名的火山有长白山火山、镜泊湖火山和五大连池火山；存在活跃的浅震活动区，主要的浅震发生在松辽盆地松原震区；岩石圈发生不同程度的改造，大兴安岭岩石圈增厚而松辽盆地岩石圈减薄。前人笼统的将上述构造事件都归因于西太平洋俯冲构造体制的影响，并未系统研究太平洋俯冲不同距离的响应。诸如俯冲板片的远程效应是如何影响额尔古纳和兴安地块上地幔，停滞在地幔转换带的俯冲板片的中程效应又是如何影响松辽地块和佳木斯地块上地幔，这些问题都亟待进行进一步的讨论。因此本文利用长周期大地电磁测深获得兴蒙造山带约1300km东西向的深部电性结构，结合高温高压岩石物理定量计算的兴蒙造山带内部流体含量与分布状态，讨论兴蒙造山带在太平洋俯冲板块的中程及远程效应。 本文基于沿兴蒙造山带自西向东依次穿过额尔古纳地块、兴安地块、松辽地块和佳木斯地块约1300km长的大地电磁测深剖面81个大地电磁测点，在获得高质量的长周期大地电磁数据的基础上，对81个10000秒的长周期大地电磁数据采取相位张量法进行维性分析，发现研究区在高频段二维性较强，在低频段三维性较强。电性主轴方向识别结果与研究区的主要构造走向一致，约为NE45°。利用非线性共轭梯度算法进行二维、三维反演，获得了兴蒙造山带约1300km长剖面250km深度地电断面结构。电性结果表明：（1）兴蒙造山带岩石圈东西向结构存在明显的差异性，额尔古纳地块岩石圈整体呈低阻特征，电阻率值在10Ω·m左右；兴安地块岩石圈完整，大体呈高阻，电阻率值超过1000Ω·m；松辽地块岩石圈横向从西向东低阻-高阻特征分布对应松辽盆地和小兴安岭地区；佳木斯地块岩石圈呈现深浅高、低阻混合交替的特征。（2）兴蒙造山带壳幔尺度存在3个较大规模高导异常体C1、C2和C3，高导异常C1从额尔古纳地块地表延伸至软流圈与C2相连，C2存在于兴安地块下方的软流圈深度，位于松辽地块的高导异常C3规模较大，从地表开始向下延伸至软流圈尺度。（3）造山带下方分布的高导异常对应地表盆山结合部位或主要缝合带及断裂带，这些高导通道沿着构造薄弱区向上延伸至地表，向下与软流圈深部幔源物质相连。 根据电阻率模型，结合区域地质背景，岩石物理学和高温高压实验，本文得到以下结论及认识：（1）兴蒙造山带岩石圈受到了强烈的改造，发生了“自下而上”的岩石圈改造过程，改造受控于太平洋板块向西俯冲，板块滞留在地幔转换带410~660km深度进行水平运动过程中持续扰动软流圈，导致软流圈上涌并激活软流圈物质沿着古生代块体拼合边界薄弱带侵入，深刻影响着造山带岩石圈的演化过程；（2）高导异常C1、C2和C3是由含水和部分熔融两种导电机制造成的，利用岩石物理高温高压实验进一步计算，额尔古纳地块下方的C1高导异常对应的含水量在400~800ppm，熔融百分数约5.6~8.0%，有效黏度约2*1020~3.5*1020pa.S；兴安地块下方的C2高导异常对应的含水量在150~680ppm，熔融百分数约1.8~3.8%，有效黏度约3.6*1020~6.2*1020pa.S；松辽地块下方的C3高导异常含水量超过了1000ppm，熔融百分数9.6~12.2%，有效黏度约2.4*1020~1.8*1020pa.S。上述计算发现C3高导异常的含水量以及熔融程度均高于C2高导异常，以及C3高导异常对应的有效黏度低于C2高导异常；（3）由于太平洋俯冲板片末端停滞在大兴安岭重力梯度带下方，因此认为兴安地块与松辽地块表现出的流变性横向不均一，受控于西太平洋构造域俯冲作用的不同距离，松辽地块的C3高导异常位于滞留板块的上方，受控于太平洋板块俯冲的中远程作用，大范围的板块脱水作用，造成上地幔改造强烈；兴安地块的C2高导异常受控于太平洋板块俯冲的远程作用，此处板块脱水作用减弱，主要动力来源于大洋板块俯冲末端的扰动，因此上地幔结构较为完整。
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