克拉通是大陸地殼長期穩(wěn)定的構(gòu)造單元。華北克拉通自形成（18億年前）一直保持穩(wěn)定，直至約2億年前開始發(fā)生大規(guī)模巖漿活動、強烈地殼變形和大地震。其活躍的地球演化內(nèi)涵和規(guī)律已成為地球科學(xué)領(lǐng)域持續(xù)探索近百年的重要科學(xué)問題。理解華北克拉通演化過程及破壞機制，對于揭示大陸地殼的形成、生長和穩(wěn)定化過程具有重要意義。在此背景下，開展華北克拉通巖石圈有效彈性厚度及其各向異性研究，可為揭示其演化和破壞機制提供關(guān)鍵新約束。

中國地震局地球物理研究所陳石研究員團隊采用顧及巖石圈有效彈性厚度（Te）各向異性的導(dǎo)納-相關(guān)性譜分析聯(lián)合反演方法估算華北克拉通及周邊區(qū)域的Te、初始載荷比（F）以及Te各向異性（圖1，2）。改進了理論布格導(dǎo)納法，基于獲得的Te和F結(jié)果計算研究區(qū)域撓曲均衡重力異常（FIA）。

研究發(fā)現(xiàn)，古太平洋板塊俯沖對華北克拉通破壞具有較大的影響。華北克拉通區(qū)域內(nèi)Te、F、Te各向異性及FIA均表現(xiàn)出顯著的東-西向差異。西部的鄂爾多斯盆地具有高Te、低F和較弱的Te各向異性，表明該區(qū)域巖石圈強度較高，處于穩(wěn)定狀態(tài)。中部的華北克拉通造山帶處于Te、F和FIA的過渡帶，暗示其可能是西太平洋板塊與歐亞板塊碰撞作用的前緣地帶。東部華北克拉通區(qū)域，Te各向異性方向存在著由近東-西向逐漸轉(zhuǎn)化為南東-北西向的順時針變化規(guī)律，與太平洋區(qū)大洋板塊運動方向的變化吻合，同時，巖石圈與地幔存在著解耦現(xiàn)象。上述觀測現(xiàn)象均可通過古太平洋板塊俯沖模型得到合理解釋。

圖1華北克拉通及鄰區(qū)（a）巖石圈有效彈性厚度（T_e）（b）初始載荷比（F）（c）T_e結(jié)果標準差（d）F結(jié)果標準差。

圖2華北克拉通及鄰區(qū)（a）Te各向異性分布特征。（b）Te 各向異性與剪切波分裂（SKS）各向異性對比圖。

研究成果2025年發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《Precambrian Research》（Shi, W., Chen, S., Li, Y., Pan, Y., Jia, L., Li, H. and Guo, H., 2025. The lithosphere effective elastic thickness with its anisotropy of the North China Craton. Precambrian Research, 423: 107798.）。研究受國家自然科學(xué)基金項目（42104090）和中國地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)費專項(DQJB24B16)共同資助。

【作者簡介】

第一作者：侍文，助理研究員，主要從事重力學(xué)和地球動力學(xué)方面的研究工作。Email: shiwen@cea-igp.ac.cn

通訊作者：陳石，研究員，主要從事重磁位場方法與地球動力學(xué)研究工作。Email: chenshi@cea-igp.ac.cn