鄂爾多斯地塊位于青藏高原東北緣，其內(nèi)部并非完全穩(wěn)定或均一，可能經(jīng)歷了構(gòu)造變形，但其變形程度和機制尚未明確。研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于理解青藏高原的擴張機制及其對周邊地塊的影響具有重要意義。此外，作為華北克拉通的一部分，鄂爾多斯地塊的穩(wěn)定性和變形特征對克拉通演化研究也具有關(guān)鍵價值。

中國地震局地球物理研究所劉雅寧博士及其團隊基于新的到時數(shù)據(jù)，采用雙重網(wǎng)格雙差層析成像方法（TomoDD），構(gòu)建了青藏高原東北緣及鄂爾多斯地塊的高分辨率P波速度模型。該方法通過分離速度初始模型和反演網(wǎng)格，能夠更準確地描述研究區(qū)域的殼幔速度結(jié)構(gòu)，顯著提升了成像分辨率和可靠性。

研究結(jié)果顯示，鄂爾多斯地塊北部的P波速度變化較小，而南部則存在明顯的局部低速異常和橫向速度變化。結(jié)合鄂爾多斯地塊內(nèi)的地震活動和地殼厚度，推測其南部地殼因青藏高原東北緣的擴張和擠壓作用而經(jīng)歷了不同程度的變形。

巴顏喀拉地塊和西秦嶺構(gòu)造帶的地殼中存在顯著的低速結(jié)構(gòu)，深度可達40公里，其下方的高速下地殼極為薄弱。推測隨著青藏高原的擴展，該地區(qū)的早期地殼可能顯著增厚，之后下地殼經(jīng)歷了榴輝巖化和剝離，導(dǎo)致該地區(qū)下地殼減薄甚至消失。

隴西地塊和阿拉善地塊南部的地殼中存在連續(xù)的低速層（LVL），總體上呈現(xiàn)出從青藏高原向北逐漸變薄的趨勢。在高原北部的擴張和擠壓過程中，脆性上地殼和韌性中下地殼之間可能發(fā)生了韌性剪切和不同程度的破壞。這種低速層的北界反映了青藏高原擴展的影響，超出了海原—天景山斷裂帶的作用范圍。

圖1. 不同深度的P波絕對速度分布。每張圖的右下角顯示了圖層深度?；疑€表示斷層。色標顯示了不同深度的P波速度。BHB：巴顏喀拉地塊；OB：鄂爾多斯地塊；SB：四川盆地；ALB：阿拉善地塊；YSOB：陰山造山帶；QLOB：秦嶺造山帶；LLOB：呂梁造山帶；YCB：銀川盆地；HTB：河套盆地；SXR：山西裂谷。

圖2. 青藏高原東北緣、鄂爾多斯地塊及周邊地區(qū)的地殼變形總結(jié)圖。紅色箭頭表示隴西地塊的向東運動。深紅色虛線是從成像結(jié)果中推斷出的青藏高原擴張的邊界。黑色線條表示圖中剖面的位置。其他縮寫與圖1一致。

本研究為理解青藏高原東北緣的構(gòu)造演化和鄂爾多斯地塊的穩(wěn)定性提供了重要依據(jù)，有助于指導(dǎo)區(qū)域地震災(zāi)害預(yù)防和資源勘探工作。同時，對于評估和應(yīng)對青藏高原擴張對周邊地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險具有重要的科學(xué)價值和社會意義。此外，該成果也為克拉通演化研究提供了新的理論支持，推動了地球科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)發(fā)展。

研究成果發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Geophysical Journal International》（Yaning Liu, Jianping Wu, Yan Cai, Jing Liu, Weilai Wang, Wei Wang, Liping Fan, Crustal deformation shown by high-resolution P-wave velocity structures in the Ordos Block and northeastern Qinghai-Xizang Plateau. Geophysical Journal International, 240(2), 1124-1134, https://doi.org/10.1093/gji/ggae399）。研究受國家自然科學(xué)基金（41804062、42174117）和中國地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)專項（DQJB18B11）共同資助。

【作者簡介】

第一作者：劉雅寧，女，中國地震局地球物理研究所助理研究員，主要從事地震學(xué)和地球內(nèi)部物理學(xué)等方面的研究工作。