鄭 勇，李永東，熊 熊

大地測量與地球動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國科學(xué)院測量與地球物理研究所，武漢 430077

1 引 言

巖石圈的強(qiáng)度控制著大陸巖石圈對長期載荷的響應(yīng)及其演化過程和空間構(gòu)型，其分布特征對板內(nèi)的隆升和沉降以及板塊邊界構(gòu)造型式的演化具有重要的控制作用[1］.大陸巖石圈對地質(zhì)時(shí)間尺度內(nèi)的長期載荷響應(yīng)主要通過撓曲剛度（D）或有效彈性厚度（Te）[2-12］來體現(xiàn).其中 Te與 D 的關(guān)系為：Te=E為楊氏模量，σ為泊松比.因此，巖石圈有效彈性厚度是表征巖石圈力學(xué)強(qiáng)度的參數(shù)之一.巖石圈有效彈性厚度（Te）定義為一假想的、上覆于非黏性流體的、在相同載荷作用下產(chǎn)生與真實(shí)巖石圈相同彎曲的彈性板的厚度，表征了巖石圈在長期載荷（＞105年）作用下抵抗變形的能力.因此，巖石圈的Te大小和分布狀態(tài)對于了解大陸巖石圈的長期形變和流變結(jié)構(gòu)，以及克拉通巖石圈在長期地質(zhì)作用下的破壞的機(jī)制有重要的參考作用.

近幾十年來，學(xué)者們對巖石圈的Te進(jìn)行了大量的研究[2，12-14］.期間，為了解決巖石圈Te偏小的問題，F(xiàn)orsyth[3］分析了巖石圈內(nèi)部的密度異常對巖石圈載荷的影響，認(rèn)為巖石圈撓曲均衡模型必須考慮內(nèi)、外部載荷對巖石圈載荷的貢獻(xiàn)才能得到精確的巖石圈Te值.所謂的外部載荷可以是來自外部的冰川、火山、沉積層；而來自內(nèi)部的構(gòu)造侵位、巖漿侵入、地幔對流或者諸如上下層運(yùn)動速率不一致而產(chǎn)生的內(nèi)部邊界拉力和洋脊向外的推力等構(gòu)造邊界載荷則屬于內(nèi)部載荷.另外，不同方法獲得的克拉通區(qū)域Te相差很大[2，12］.McKenzie[9，15］強(qiáng)調(diào)侵蝕和沉積作用可以產(chǎn)生與地形不相關(guān)的載荷，建議使用自由空氣異常數(shù)據(jù)，基于響應(yīng)函數(shù)法求解Te.由于McKenzie的方法計(jì)算得到的大陸巖石圈包括古老的克拉通Te值普遍小于25km，由此引發(fā)的爭論不僅局限于不同研究方法得到的Te值不同，并且進(jìn)而促使學(xué)者們對巖石圈結(jié)構(gòu)及運(yùn)動學(xué)模型提出新的見解[16］.Pérez等[10-11］和 Kirby和Swain[8，17］對自由空氣響應(yīng)函數(shù)法和布格相關(guān)性法的模型和公式進(jìn)行統(tǒng)一和改進(jìn)，分別在歐洲大陸和北美大陸采用這兩種方法都取得了較為一致的結(jié)果.基于這一改進(jìn)方法，學(xué)者們對加拿大地盾[5-6］、澳大利亞克拉通[18］和南美大陸克拉通[19-20］Te的研究也都獲得了一致的結(jié)果.

雖然對于巖石圈Te的研究取得了顯著的成果，并且對巖石圈的性質(zhì)和演化過程提出了重要的約束，但其研究結(jié)果大都假設(shè)Te是各向同性的.事實(shí)上，大陸巖石圈具有多層流變性，其物質(zhì)組成的不均勻性能導(dǎo)致力學(xué)強(qiáng)度沿不同方位角和深度存在差異.再者，巖石圈在構(gòu)造演化歷史中具有一定的“繼承性”，受先存構(gòu)造、溫度、組分以及構(gòu)造應(yīng)力等影響，使其晶格排列在空間上有優(yōu)勢取向，使巖石圈抵抗變形的能力沿不同方向而存在差異，即在同樣載荷作用下，巖石圈的變形有優(yōu)勢取向，Te存在各向異性.近年來不少學(xué)者通過不同的方法已經(jīng)證實(shí)，在很多區(qū)域巖石圈Te存在著明顯的各向異性分布特征，如澳大利亞中部Te具有明顯的NW—SE弱向分布特征[21］，東喜馬拉雅—青藏高原的巖石圈Te具有南北弱的特征[22］，加拿大地盾Te存在普遍的各向異性等[5］.另外，在殼幔變形、巖石圈運(yùn)動機(jī)制以及巖石圈的“繼承性”等問題上也得到了深入的認(rèn)識.因此，對巖石圈強(qiáng)度各向異性的研究，可以進(jìn)一步加強(qiáng)對巖石圈的變形機(jī)制、動力學(xué)過程的了解.

華北克拉通地處歐亞大陸的東南部，是全球最古老的克拉通地塊之一，其演化過程和空間構(gòu)型一直是地球科學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn).華北克拉通在中生代和新生代經(jīng)歷了大規(guī)模的巖石圈活化過程，即所謂的 “華北克拉通破壞”過程，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和爭論[23-27］.其獨(dú)特的巖石圈應(yīng)力場及構(gòu)造運(yùn)動格局，是世界上研究古老巖石圈減薄、改造、置換的最佳場所[28］.目前，國內(nèi)外對華北克拉通的大地構(gòu)造、地殼、上地幔結(jié)構(gòu)以及深部物質(zhì)的動力過程主要從地球化學(xué)過程[29-30］、地震波速度結(jié)構(gòu)、層析成像[31-33］等方面進(jìn)行了大量的研究.基于這些研究，人們對于華北克拉通的破壞過程提出了多種模式，主要有兩類模式，即熱、化學(xué)侵蝕模式[34-36］和拆沉模式[37］.然而，這些模式雖然各自能解釋一部分現(xiàn)象，但也都存在一些難以解釋的問題.

通常，大陸形變和動力學(xué)過程是地球構(gòu)造動力學(xué)的直接體現(xiàn)，其變形過程必然與地下的驅(qū)動力以及地殼和巖石圈的強(qiáng)度有直接的關(guān)系.因此，對華北克拉通的巖石圈有效彈性厚度的研究將有助于了解華北克拉通的構(gòu)造性質(zhì)和破壞機(jī)理.目前的大多數(shù)研究雖然獲得了一部分克拉通破壞的數(shù)據(jù)和構(gòu)造信息，但是關(guān)于Te的研究，特別是Te各向異性的研究還比較少，難以對巖石圈的變形過程提供動力學(xué)上的定量約束，這在一定程度上阻礙了我們對于華北克拉通破壞機(jī)理的認(rèn)識.此外，不同的克拉通破壞機(jī)理在巖石圈的物質(zhì)運(yùn)動和變形上存在著很大的差異，而這些運(yùn)動狀態(tài)和變形機(jī)制往往與地下巖石力學(xué)性質(zhì)的各向異性有關(guān).因此，研究華北巖石層的力學(xué)強(qiáng)度和其各向異性特征對于了解華北克拉通的變形和破壞機(jī)制有著極為重要的意義.

本文基于小波分析方法來確定重力與地形間的相關(guān)性，計(jì)算獲得華北克拉通巖石圈有效彈性厚度及其各向異性的二維精細(xì)結(jié)構(gòu)，為理解大陸變形、克拉通的形成和破壞機(jī)制等提供重要的參考依據(jù).

2 方法及數(shù)據(jù)

2.1 小波相關(guān)性方法

巖石圈力學(xué)強(qiáng)度及其各向異性傳統(tǒng)上通過多窗口譜分析技術(shù)[10，38-39］進(jìn)行計(jì)算的.然而，多窗口譜分析技術(shù)存在窗口大小和分辨率相互制約的問題：如果窗口太小，不足以解析轉(zhuǎn)換波長信息，Te就會被低估；相反，如果窗口過大，則不能反映研究區(qū)域Te的變化，降低空間分辨率.并且該方法局限于求取某一空間尺度內(nèi)的平均Te，并不能得到二維Te的詳細(xì)分布信息.為了解決這一矛盾，Stark等[40］提出使用小波分析法研究Te，其能對每一波數(shù)或尺度內(nèi)的信號使用最佳窗口進(jìn)行分析，使得計(jì)算二維Te的空間分布成為可能.Kirby和 Swain[7，17，41］使用既能解析各向同性信息又能解析各向異性信息的Fan小波分析技術(shù)，成功地計(jì)算了澳大利亞巖石圈Te的各向異性，發(fā)現(xiàn)在克拉通地區(qū)殼幔強(qiáng)烈耦合，并且Te的各向異性和地震波偏振方向存在很強(qiáng)的相關(guān)性，表明前寒武時(shí)期，地震波速各向異性和巖石圈Te的各向異性是同源的.Tassara等[42］用該方法得到了南美大陸Te的詳細(xì)分布信息，Audet等[6，43］基于該方法計(jì)算了加拿大地盾及全球主要板塊Te的分布特征及其各向異性，結(jié)果表明Te各向異性與構(gòu)造分區(qū)、地震波各向異性都有較好的相關(guān)性，證實(shí)了小波分析方法的有效性和可靠性.

因此，本文使用基于小波分析的布格相關(guān)性法求解Te及其各向異性.選取能同時(shí)解析地形和重力信號的振幅和相位信息的復(fù)Morlet小波對空間域的地形h（x）和布格重力異常b（x）作小波變換，分別得到在尺度s，空間坐標(biāo)x和方位角θ上兩個(gè)信號的小波系數(shù)~h（s，x，θ）和~b（s，x，θ）.數(shù)值結(jié)果[8，17］表明，板的初始載荷間的相互關(guān)系以及重力噪聲均可能影響最終結(jié)果的可靠性.因此，我們只取對內(nèi)、外初始載荷的相互關(guān)系和重力噪聲相對不敏感的小波相關(guān)性的實(shí)部進(jìn)行計(jì)算，其表達(dá)形式如下：

式中，Re〈Wbh（s，x，θ）〉θ是取~b~h＊平均后的實(shí)部.Wbh是b（x）與h（x）的互功率譜，Wbb、Whh分別是b（x）、h（x）的自功率譜.〈〉θ表示按角度平均，而不是小波系數(shù)本身的平均，即

式中，Nθ=int（Δθ／δθ）是用于構(gòu)建 Fan小波的Morlet小波個(gè)數(shù)，Δθ是Fan小波方位角范圍，δθ是鄰近的 Morlet小波方位角采樣間隔.當(dāng)Δθ=180°時(shí)，F(xiàn)an小波是準(zhǔn)各向同性的；當(dāng)滿足2δθ≤Δθ＜180°時(shí)，則是各向異性的.因此，我們只需控制Fan小波的方位角疊加范圍，便可有效解析Te各向同性和各向異性信息.

2.2 模型及反演

本文依照Forsyth[3］理論將巖石圈載荷分解為外部載荷和內(nèi)部載荷，內(nèi)部載荷加載于Moho面，假設(shè)各個(gè)方向撓曲剛度相同，即可計(jì)算得到Te各向同性的預(yù)測相關(guān)性.對于各向異性情況，我們采用正交各向異性薄板模型進(jìn)行分析[39］，假設(shè)巖石圈抵抗形變能力強(qiáng)軸與弱軸相互垂直.若已知薄板模型各向異性參數(shù) [Tex，Tey，β］，這里Tex⊥Tey，由負(fù)載反卷積計(jì)算預(yù)測相關(guān)性.將觀測相關(guān)性與預(yù)測相關(guān)性用阻尼最小二乘法迭代擬合，擬合誤差如下：

2.3 數(shù) 據(jù)

無論正演法還是反演法求解Te，均以地形和重力異常作為輸入信號，本文基于布格重力異常和地形的相關(guān)性法計(jì)算Te，地形數(shù)據(jù)來自SRTM30＿PLUS V7.0[44］（圖1a）.研究區(qū)域?yàn)?00°E—125°E，30°N—45°N.用到的地殼分層模型、地殼密度、地幔密度均由Crust2.0模型[61］計(jì)算所得.來自V19.1重力模型[45］的自由空氣異常經(jīng)布格板校正到簡單布格異常，再使用SRTM30＿PLUS V7.0高程數(shù)字化模型做局部地形改正，最后得到完全布格異常（圖1b）.為了不損失角度信息，所有以上數(shù)據(jù)經(jīng)過插值，使用 Mercator投影到10km×10km的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格用于計(jì)算.

3 各向同性Te結(jié)果及討論

本文使用復(fù)小波變換代替傅里葉變換分析地形與重力在頻率域的振幅及相位關(guān)系，利用公式（1）和相關(guān)理論計(jì)算華北克拉通及鄰近區(qū)域的各向同性Te.在二維頻率域，選取Fan小波方位角范圍Δθ=180°時(shí)，不同中心角的Fan小波解析同一信號信息一致，在此情況下，F(xiàn)an小波是各向同性的[7］，滿足各向同性Te研究的需要.我們首先使用該Fan小波變換得到地形和布格重力信號的小波頻譜，依照（1）式得到二者的相關(guān)性，經(jīng)數(shù)值計(jì)算獲得了華北克拉通地區(qū)Te的分布特征.

圖1 計(jì)算華北克拉通地區(qū)有效彈性厚度所用的數(shù)據(jù)：（a）地形；（b）布格重力異常圖中黑色虛線為華北克拉通不同區(qū)域的構(gòu)造分界線，白色虛線為南北重力梯度帶.Fig.1 Data used for the computation of the North China Craton effective elastic thickness：（a）Topography；（b）Bouguer anomaly The dashed white line shows the North-South Gravity Lineament（NSGL）.The major provinces are bounded with the black dashed lines.

3.1 剖面及不同區(qū)域Te反映的巖石圈特征

為了分析Te結(jié)果的可靠性，我們選取了橫穿幾個(gè)典型區(qū)域的兩條剖線，通過剖面逐點(diǎn)算例來分析其結(jié)果的穩(wěn)定性和特征（圖2）.兩條剖面分別為：沿東西向的39°N剖線和沿南北向的116°E剖線.從圖中可以看出，鄂爾多斯盆地、河淮盆地的巖石圈均衡轉(zhuǎn)換波長＞500km，趨于區(qū)域補(bǔ)償，表明這些地區(qū)巖石圈能抵抗長波長的構(gòu)造變形，不可能受小尺度的構(gòu)造變形而使其組構(gòu)發(fā)生改變.這與現(xiàn)今觀測到的這些地區(qū)巖石圈厚度大、地震活動少、熱流值低等特征都有較好的一致性.然而，太行山、渤海灣盆地均衡轉(zhuǎn)換波長＜500km，并且其在均衡波長＞100km便發(fā)生均衡補(bǔ)償效應(yīng)，到500km波長以上則能達(dá)到完全均衡.這些地區(qū)趨于局部補(bǔ)償，容易受小尺度構(gòu)造變形而引起巖石圈組構(gòu)的變化，也是地震頻發(fā)、熱流值高的地區(qū).從Te各向同性分布（圖3）來看，華北克拉通不同塊體Te存在明顯的差異，表現(xiàn)出各自典型的分布特征.

圖2 沿39°N（左列）和116°E（右列）的兩條剖面（c，f）為預(yù)測相關(guān)性，（b，e）為觀測相關(guān)性，（a，d）為剖線所對應(yīng)的高程和反演獲得的Te.圖中縮寫意義為：HHB，河淮盆地；BB，渤海灣盆地；YS，燕山；SSR，陜西—山西地塹.Fig.2 Cross sections along the 39°N （left panels）and 116°E（right panels）（c，f）The best fitting predicted squared real coherency；（b，e）The observed Bouguer Coherency；（a，d）The Terecovered by Bouguer coherence method（blue line），together with the topography across the transect（green line）.Abbreviations are as follows：HHB，Hehuai Basin；BB，Bohai Bay Basin；YS，Yan Shan；SSR，Shaanxi-Shanxi Rift.

3.1.1 華北克拉通西部

華北克拉通西部的鄂爾多斯盆地Te較高（30～65km），巖石圈穩(wěn)定，強(qiáng)度較大.塊體內(nèi)部南北向存在差異，其中南北兩端Te較高，中南部略低.這與地震波結(jié)果有良好的對應(yīng)性：從地震波P波和S波波速比來看，南部的波速比和典型的前寒武紀(jì)地盾（～1.77）的波速比具有一致的特征[46］，因此，鄂爾多斯南部屬于古老克拉通塊體，保留了較高的力學(xué)強(qiáng)度.西華北克拉通西側(cè)的北祁連至甘肅地陷、海原斷裂一線Te值均較低，且低值有向鄂爾多斯塊體內(nèi)部延伸的趨勢，推測該區(qū)域受印度—?dú)W亞板塊碰撞和青藏高原隆升影響，斷裂構(gòu)造活躍、地震活動頻繁，巖石圈整體強(qiáng)度較弱.鄂爾多斯塊體北部與阿拉善塊體相連的一側(cè)具有明顯的高值，而西華北克拉通東北端陰山周邊則表現(xiàn)為一低值帶，Te約10～20km，地震學(xué)也揭示陰山地殼具有較低的波速比[47］，表明西華北克拉通北部兩側(cè)存在著明顯的差異.在南部地區(qū)，各向同性Te結(jié)果顯示在秦嶺中部存在Te的高值區(qū)（Te～30km），從地震學(xué)結(jié)果來看，背景噪聲成像研究結(jié)果[48］顯示在秦嶺造山帶下地殼和上地幔頂部沒有明顯的低波速帶，因此，我們認(rèn)為秦嶺造山帶下地殼和上地幔頂部區(qū)域不可能存在物質(zhì)向東流動的通道，如果存在物質(zhì)流動通道的話，應(yīng)該位于巖石圈底部或者軟流圈深度上.

3.1.2 華北克拉通中部

華北克拉通中部表現(xiàn)為沿太行山重力梯度帶（即中國大陸南北重力梯度帶一部分）走向的低值帶，Te約5～25km，且Te的低值近乎與太行山重力梯度帶相重合.Te分布特征由西克拉通到中克拉通有明顯的漸變.地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為中克拉通的形成與西部地塊和東部地塊在元古代的碰撞拼合有關(guān)[49］.新生代以來活躍的巖漿活動、強(qiáng)烈的地震活動性、廣泛分布的伸展構(gòu)造表明該區(qū)域?qū)儆谌A北克拉通內(nèi)部主要的分界帶.地震層析成像結(jié)果表明地幔過渡帶內(nèi)太平洋俯沖板塊的前緣位置大致與中克拉通的太行山重力梯度帶相對應(yīng)[50］，地殼和上地幔的地震波速度分布[31］也顯示出山西裂谷帶的低速帶狀分布特征.因此，綜合巖石圈有效彈性厚度、地震層析成像以及地質(zhì)學(xué)結(jié)果等，我們認(rèn)為該區(qū)域是華北克拉通破壞的主要分界線和起始區(qū)域，古太平洋板塊俯沖的前緣及其激發(fā)的熱物質(zhì)上升流等構(gòu)成了該地區(qū)構(gòu)造活躍的深部動力背景，這與地質(zhì)學(xué)上猜測的華北克拉通破壞機(jī)制有良好的一致性[51-52］.

3.1.3 華北克拉通東部

華北克拉通東部Te的橫向差異顯著.郯廬斷裂帶兩側(cè)Te差異尤其明顯，西側(cè)的Te明顯小于東側(cè).郯廬斷裂帶西側(cè)南部的河淮盆地Te約30～50km，北部魯西隆起位于渤海灣盆地和河淮盆地之間，Te明顯偏?。?0km左右），由于該區(qū)域處于地震波速度的低速區(qū)域[31］，因此，可能與地幔軟流圈物質(zhì)上涌有關(guān).渤海灣盆地Te相對鄂爾多斯盆地、河淮盆地較低，約20～30km，與該區(qū)域地殼的下沉和減薄有較好的對應(yīng)關(guān)系[53］.而郯廬斷裂的東側(cè)則相對較高，蘇北地區(qū)和山東南部區(qū)域巖石圈有效彈性厚度在70km以上.從地震層析成像的結(jié)果來看[31］，該區(qū)域和周邊的海域上地幔速度較高，因此有一定的對應(yīng)性.汪洋等[54］給出的以1100℃等溫面定義的中國大陸克拉通熱巖石圈厚度、巖石圈總強(qiáng)度以及Moho面的溫度也都反映出郯廬斷裂南端的東西兩側(cè)分布特征具有明顯的差別.華北平原和魯西隆起及向北與渤海灣盆地間的過渡帶為一東西向展布的低值帶（Te＜20km），這可能與該地區(qū)廣泛的中、新生代伸展構(gòu)造有關(guān)[55］.

值得注意的是，從蘇北等區(qū)域的面波的群速度和相速度成像結(jié)果顯示該區(qū)域面波速度很低[31］，因此該區(qū)域存在著速度較低、厚度較大的低速沉積層.由于較厚沉積層的存在，特別是海域地區(qū)沉積層的存在，可能導(dǎo)致地形和重力異常的相關(guān)性與重力均衡有非常大的差異，導(dǎo)致巖石圈有效彈性厚度存在著較大的偏差.因此，郯廬斷裂帶以東區(qū)域的Te偏高的現(xiàn)象可能與沉積層或重力噪聲產(chǎn)生的干擾有關(guān)，可靠性相對較低.但無論怎樣，郯廬斷裂帶兩側(cè)的Te存在著明顯差異這一現(xiàn)象是可靠的，我們將對其與華北克拉通的破壞機(jī)制之間的關(guān)系做一定的探討和分析.

3.2 華北克拉通Te與構(gòu)造的關(guān)系討論

華北克拉通巖石圈Te值高的陸核（鄂爾多斯盆地、河淮盆地）被Te值低的構(gòu)造活躍區(qū)、巖石圈強(qiáng)度薄弱區(qū)（太行山重力梯度帶、秦嶺—大別造山帶）分割包圍.華北巖石圈減薄時(shí)空不均一性主要反映在以南北重力梯度帶為界的東西部的差異[28，56-58］，而巖石圈減薄的中心地區(qū)對應(yīng)于渤海灣盆地、冀中盆地等，這些地區(qū)均對應(yīng)于Te低值區(qū)、地表熱流高值區(qū)[54］.巖石圈在過去的構(gòu)造事件中捕獲、繼承的力學(xué)強(qiáng)度會影響后來的巖石圈減薄、克拉通破壞的空間分布.通常，巖石圈有效彈性厚度低的地區(qū)成為巖石圈后期演化過程中的構(gòu)造薄弱區(qū)，當(dāng)巖石圈受到熱侵蝕、拆沉[29，59］、熱對流[28］或者機(jī)械拉張[56］等破壞機(jī)制作用時(shí)，必然使力學(xué)強(qiáng)度薄弱區(qū)成為優(yōu)先破壞或者破壞程度明顯的中心區(qū)域.雖然對于具有多層流變學(xué)性質(zhì)的大陸巖石圈，Te的影響主要來自于殼幔耦合程度，但對華北克拉通東部而言，則可能很大程度上受控于地溫梯度和古構(gòu)造狀態(tài).華北克拉通力學(xué)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)明顯的不均勻分布不僅反映了顯生宙不同區(qū)域的構(gòu)造差異，還為穩(wěn)定的大陸巖石圈的長期力學(xué)的繼承性提供了證據(jù).

此外，郯廬斷裂帶兩側(cè)的巖石圈有效彈性厚度有明顯差異這一現(xiàn)象可能為華北克拉通破壞提供一定的判定依據(jù).從地震學(xué)層析成像上看，郯廬斷裂帶上地幔下部存在著低速異常區(qū)，存在著強(qiáng)度小的可能，這可能為軟流圈物質(zhì)的上升提供了一個(gè)可能的通道，這些熱物質(zhì)在上升后，逐漸地通過熱和化學(xué)侵蝕作用對華北克拉通巖石圈進(jìn)行剝蝕，從而導(dǎo)致了華北克拉通巖石圈的減薄和拉伸[23］.而郯廬斷裂帶作為華北和華南兩大塊體碰撞形成的深大斷裂帶，自中生代以來，已經(jīng)發(fā)生了近500km的左旋走滑運(yùn)動[60］，從而造成東西兩側(cè)的物質(zhì)性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造上存在很大差異.西側(cè)的河淮盆地和華北平原、渤海灣盆地由于受到巖石圈的減薄和拉伸作用，其巖石圈厚度較小[33］，從而Te比較低；東側(cè)膠東區(qū)域?qū)儆诖髣e塊體的構(gòu)造部分[60］，受華北克拉通減薄和拉伸的影響很小，主要受到南北向的擠壓作用[61］，因此巖石圈可能相對較厚；在蘇北區(qū)域，Li[61］推測該區(qū)域可能發(fā)生了地殼的拆沉，華南的地殼覆蓋在華北的巖石圈之上，一定程度上保留了古華南板塊地殼強(qiáng)度大的特征，再加上受華北克拉通活化造成的巖石圈拉伸影響小，從而造成了膠東、黃海和蘇北等區(qū)域相對較高的Te分布特征.

圖3 華北克拉通各向同性有效彈性厚度Fig.3 The isotropic effective elastic thickness of the North China Craton

圖4 Te各向異性單點(diǎn)算例二維觀測相關(guān)性（左）與預(yù)測相關(guān)性（右）極坐標(biāo)示意圖，波長沿徑向方向遞增，黑色同心圓為波長等值線，紅色等值線為轉(zhuǎn)換波長等值線.Fig.4 Example of Teanisotropy Observed 2DBouguer coherency（left）and predicted 2Dcoherency（right）shown as stereographic polar plots.Black contours show wavelengths，wavelengths increase radially.Red contour shows Bouguer coherency transition wavelength.

4 各向異性結(jié)果及討論

各向同性的巖石圈有效彈性厚度提供了華北克拉通及周邊區(qū)域整體的強(qiáng)度分布特征.同時(shí)，在巖石圈長期的變形和演化過程中，由于一些礦物本身（如斜方輝石、云母等）存在著地震波各向異性的特征，如果出現(xiàn)定向的排列，就能夠產(chǎn)生明顯的各向異性，即晶格擇優(yōu)取向（LPO）；另外，具有某種不同波速的單一各向同性礦物由于熔融、流動、變形等，也會體現(xiàn)出各向異性特征，即形態(tài)擇優(yōu)取向（SPO）.這些巖石礦物的定向排列或者流動不僅會導(dǎo)致地震波的各向異性，也會導(dǎo)致地下物質(zhì)在抵抗形變的能力上呈現(xiàn)各向異性的特性，從而存在Te的各向異性.雖然這些復(fù)雜的機(jī)制可能導(dǎo)致我們并不能完全區(qū)分各向異性是源自于各向同性礦物質(zhì)的不均勻性還是巖石礦物質(zhì)的各向異性，但可以肯定的是，形變過程與各向異性間的聯(lián)系，使了解巖石圈各向異性結(jié)構(gòu)成為研究地球內(nèi)部動力學(xué)過程最有效的路徑.本文利用前文所述的小波分析方法來確定重力與地形間的相關(guān)性，計(jì)算了華北克拉通巖石圈有效彈性厚度及其各向異性的二維精細(xì)結(jié)構(gòu).基于該各向異性結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步探討華北克拉通巖石圈力學(xué)各向異性與巖石圈的融合、變形、再活化間的關(guān)系，以及多幕式構(gòu)造運(yùn)動的空間復(fù)雜性及其深部動力學(xué)機(jī)制.

4.1 單點(diǎn)各向異性特征

為了驗(yàn)證Te各向異性的特征，我們?nèi)”本c(diǎn)（116.5°E，39.9°N）進(jìn)行分析，計(jì)算和分析了理論與觀測的二維各向異性相關(guān)性.結(jié)果如圖4所示.由圖可見，隨角度和波長的變化，相關(guān)性分布特征存在差異，轉(zhuǎn)換波長也存在差異，意味著Te在不同方向上分布是不同的，即巖石圈抵抗變形的能力在不同方向上存在差異.基于這一特征，我們?nèi)e最小軸為該點(diǎn)的各向異性方向（圖4中灰色虛線），依次逐點(diǎn)反演研究區(qū)內(nèi)的各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而得到華北克拉通地區(qū)Te的各向異性分布圖（圖5）.

4.2 華北克拉通Te各向異性及其可能的構(gòu)造涵義

圖5 華北克拉通有效彈性厚度各向異性圖中黑色軸線所指方向?yàn)門min方向，長度為各向異性比率（Tmax-Tmin）／Tmax的 大 小.地 名 縮 寫：CAOB- 中 亞 造 山 帶；WNCC、CNCC、ENCC分別為西華北克拉通、中華北克拉通和東華北克拉通，HHB-河淮盆地.Fig.5 Map of the mechanical anisotropy of the elastic lithosphere in the North China Craton The direction is along shows the weak axis（Tmin），the length is scaled as （Tmax-Tmin）／Tmax.Abbreviations are as follows：CAOB-Central Asian Orogenic Belt；WNCC，CNCC，ENCCWestern North China Craton，Central North China Craton and East North China Craton respectively；HHB-Huanghe-Huaihe Basin.

和各向同性強(qiáng)度分布類似，東、中、西華北克拉通Te各向異性分布存在著明顯差異（圖5）.以中部克拉通為分界，西部克拉通內(nèi)部Te弱軸以近西北—東南方向?yàn)橹?，在鄂爾多斯?nèi)部較強(qiáng)，西部的阿拉善較小，而西緣地區(qū)則轉(zhuǎn)向近南北方向.中部克拉通各向異性呈現(xiàn)明顯的平行于裂谷走向的特征，只有在北部的陰山、大同一帶方向發(fā)生變化，由南北向逐漸轉(zhuǎn)向近西北—東南方向；東部克拉通沒有整體的特征，在渤海灣、河淮盆地有明顯的差異.下面分別對其進(jìn)行介紹和分析.

4.2.1 華北克拉通西部地區(qū)

克拉通西端的阿拉善塊體Te各向異性方向以北東—南西向?yàn)橹?鄂爾多斯地塊各向異性方向轉(zhuǎn)向北西—南東向，其內(nèi)部各向異性特征顯著，并且各向異性具有整體一致性.地震學(xué)研究表明鄂爾多斯地塊地殼結(jié)構(gòu)簡單和地殼平均速度較高[62］，反映了鄂爾多斯地塊內(nèi)部變形弱的穩(wěn)定構(gòu)造特征.另外，較低的地表熱流[63］和整體剛性特征[64］都意味著鄂爾多斯地區(qū)Te各向異性不可能由現(xiàn)今構(gòu)造運(yùn)動產(chǎn)生.我們推測穩(wěn)定的西克拉通強(qiáng)烈的各向異性特征是繼承了最后一次大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動遺留在巖石圈中的“化石”的各向異性所致[65］，巖石圈優(yōu)先沿Te弱軸方向進(jìn)行均衡補(bǔ)償，這與青藏高原東北緣物質(zhì)運(yùn)移方向一致.鄂爾多斯東南緣以北西西—南東東為主，到達(dá)陜西—山西地塹逐漸轉(zhuǎn)向北東—南西向，這與鄂爾多斯周緣的剪切變形方向一致，有可能預(yù)示著鄂爾多斯的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)與除河套裂谷帶之外的周邊裂谷帶有效彈性厚度的弱軸相關(guān).由鄂爾多斯地塊內(nèi)部Te各向異性的一致性及其周緣構(gòu)造域各向異性的逐漸轉(zhuǎn)變可以推測，在中新生代以來中國大陸的構(gòu)造運(yùn)動中，鄂爾多斯地塊不是這些運(yùn)動的主要動力源，但卻對這些運(yùn)動及該區(qū)域的地震活動性影響很大[66］.

4.2.2 華北克拉通中部地區(qū)

中部克拉通Te各向異性整體分布特征與西克拉通完全不同，呈北東—南西向，與陜西—山西地塹、太行山、呂梁山的走向大致一致，低阻的電性結(jié)構(gòu)[66］、低的地震波速度結(jié)構(gòu)[31］均說明該地區(qū)的變形可能與滑脫剪切變形有關(guān).另外，由西克拉通到中克拉通各向異性分布特征的轉(zhuǎn)變可以說明克拉通巖石圈的再活化范圍不可能延伸至西邊的鄂爾多斯地塊，Zhao[67］基于剪切波分裂研究結(jié)果也表明巖石圈再活化的范圍局限于中克拉通及其以東地區(qū).Te各向異性在中克拉通的北部轉(zhuǎn)向北西—南東向.由于北部區(qū)域有大同火山群，Te各向異性方向的突變可能與該地區(qū)的深部動力學(xué)機(jī)制相關(guān).

4.2.3 華北克拉通東部地區(qū)

東克拉通地區(qū)各向異性方向與中部和西部明顯不同.河淮盆地Te各向異性特征與周緣地區(qū)完全不同，表現(xiàn)為北西—南東向的整體各向異性特征，各向同性Te也顯示為輪廓分明的剛性塊體，說明河淮盆地整體一致的各向異性特征源于巖石圈中的“化石”各向異性.毗鄰河淮盆地的郯廬斷裂帶南段的兩側(cè)，Te各向異性方向存在明顯差異，西側(cè)河淮盆地呈北西—南東向，東側(cè)由南北向向東逐漸轉(zhuǎn)向北東—南西向.郯廬斷裂兩側(cè)各向同性Te整體呈西弱東強(qiáng)態(tài)勢，而其南段兩側(cè)的各向同性與各向異性不同的分布特征說明郯廬斷裂東西兩側(cè)的不同塊體在華北華南塊體碰撞的過程中保留了大尺度的各向同性和各向異性信息.另外，Tommasi和Vauchez[68］認(rèn)為郯廬斷裂的伸展可能繼承和利用了華北克拉通巖石圈內(nèi)部先存的薄弱帶，而從我們的結(jié)果看，郯廬斷裂是不同構(gòu)造塊體的拼合帶.沿?cái)嗔炎呦蛳虮?，西?cè)的華北平原和魯西隆起巖石圈強(qiáng)度明顯降低，各向異性特征展現(xiàn)為北東—南西向，向北延續(xù)至渤海灣盆地，向東到膠東半島各向異性方向并沒有明顯的轉(zhuǎn)變.郯廬斷裂是形成于華北—揚(yáng)子板塊碰撞（245—200Ma）過程中重要的巖石圈規(guī)模的剪切帶[69］，而嵇少丞等[28］通過山東膠東半島、河北涿鹿等地發(fā)現(xiàn)225—205Ma的堿性巖體推斷構(gòu)造伸展作用于晚三疊紀(jì)在這些地區(qū)已經(jīng)開始.因此，我們推斷這些地區(qū)的一致的Te各向異性特征可能主要來自于晚三疊紀(jì)以來的構(gòu)造伸展作用.郯廬斷裂帶再向北至渤海灣盆地，Te各向異性方向主要以北東—南西向?yàn)橹?，向西和向北逐漸偏向北西—南東向.因此，郯廬斷裂力學(xué)強(qiáng)度及其各向異性明顯的分段性可能反映華北—揚(yáng)子板塊碰撞、太平洋板塊俯沖等動力學(xué)背景、機(jī)制的不一致.郯廬斷裂南端東西兩側(cè)明顯的不同力學(xué)強(qiáng)度特征可能暗示揚(yáng)子板塊和華北克拉通在碰撞前經(jīng)歷了不同的構(gòu)造、熱事件，在后來的演化過程中，大尺度的力學(xué)屬性得以保留.

4.3 Te各向異性與SKS地震波各向異性的比較

SKS地震波各向異性是描述地球介質(zhì)各向異性的主要工具之一.諸多研究表明SKS波各向異性能為我們提供地幔礦物質(zhì)的晶格擇優(yōu)取向和強(qiáng)度各向異性信息[70-72］.而Te的各向異性反映的是巖石圈整體力學(xué)強(qiáng)度的各向異性，其方向指示的是巖石圈抵抗形變最弱的方向.兩種不同信息源的各向異性結(jié)果均是地幔、巖石圈當(dāng)今構(gòu)造格局或過去構(gòu)造歷史的寫照.因此，Te各向異性與SKS波各向異性的比較對理解不同巖石圈層對巖石圈強(qiáng)度貢獻(xiàn)的比重、巖石圈的變形機(jī)制以及構(gòu)造演化歷史等都非常重要.

本文將Zhao的SKS結(jié)果[67，73］與Te各向異性進(jìn)行了對比（圖6）.比較研究發(fā)現(xiàn)華北克拉通西端、東接鄂爾多斯地塊的阿拉善塊體SKS與Te各向異性大致呈垂直相關(guān).依照巖石圈垂直連貫變形模式，地震波快軸方向垂直于巖石圈形變的壓縮方向，而此方向也是單位地形加載所能引起最大變形的方向[21］，是巖石圈力學(xué)強(qiáng)度最弱的方向，即Te的弱軸方向.因此，二者的近似垂直關(guān)系說明該地區(qū)各向異性可能源于垂直連貫變形過程中地幔橄欖石晶格排列的優(yōu)勢取向.鄂爾多斯地塊Te弱軸與SKS快軸呈近平行關(guān)系，由于各向同性Te顯示鄂爾多斯屬于強(qiáng)度高的穩(wěn)定大陸塊體，當(dāng)前的應(yīng)力場分布特征顯示鄂爾多斯Te各向異性與現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場沒有明確的相關(guān)性，因此，其Te各向異性可能來自歷史構(gòu)造事件殘留的各向異性.

圖6 華北克拉通Te各向異性（黑色條棒）與SKS各向異性[67，73］（灰色條棒）的關(guān)系Fig.6 Comparison between the Teanisotropy（black bars）and SKS splitting[67，73］（gray bars）in the North China Craton

在中華北克拉通地區(qū)，Te各向異性和SKS結(jié)果的關(guān)系由南向北變化很大.在燕山和大同火山帶區(qū)域，SKS結(jié)果和Te各向異性結(jié)果都很復(fù)雜，既存在相互平行，又存在相互垂直的現(xiàn)象.導(dǎo)致這種分布現(xiàn)象的原因可能是由于該區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動很活躍，存在著巖漿活動和物質(zhì)上升流，這些活躍的構(gòu)造不僅對SKS的波速產(chǎn)生了影響，也對Te的分布有很強(qiáng)的控制作用.其具體的差異和影響的探討超出了本文的范圍，需要進(jìn)一步的工作進(jìn)行分析.在山西裂谷帶中部和南部，Te弱軸方向和SKS快波方向有很好的一致性，都是近東北—西南方向；而中華北克拉通南部直到秦嶺—大別造山帶之間，兩者之間相互垂直.根據(jù)該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造和動力學(xué)特征，我們認(rèn)為兩種各向異性之間的異同體現(xiàn)了如下的動力學(xué)背景：由于古太平洋板塊的俯沖作用，其俯沖板片前端已經(jīng)接近山西裂谷帶地區(qū)下部，激發(fā)了軟流圈物質(zhì)的上涌[52］，該上涌物質(zhì)沿著山西裂谷帶已有的裂隙和破裂帶上升，并沿裂谷帶向南北擴(kuò)展[23］，熱物質(zhì)的流動導(dǎo)致了上地幔物質(zhì)的形態(tài)各向異性（SPO），從而導(dǎo)致了SKS快軸的近東北—西南的分布特征.同時(shí)，由于裂谷帶的強(qiáng)度比較低，造成了山西裂谷帶和鄰近區(qū)域Te的弱軸沿裂谷走向排列的分布態(tài)勢.所以在山西裂谷帶中南部SKS快軸和Te的弱軸分布平行.而在秦嶺—大別和山西地塹以南地區(qū)（黃河以南），Te弱軸與SKS快軸近似垂直.由于地震學(xué)的觀測表明，在秦嶺—大別的巖石圈地區(qū)可能不存在物質(zhì)流動的通道[50］，因此，該區(qū)域巖石圈變形模式可能屬于垂直連貫變形模式.結(jié)合SKS各向異性和Te各向異性在南北部均存在差異，可能預(yù)示中華北克拉通的南北部各向異性源于不同的深部變形機(jī)制，克拉通再活化的范圍還沒波及到南部區(qū)域.

4.4 Te各向異性與現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場分布的比較

若保留的重力結(jié)構(gòu)反映的是巖石圈的當(dāng)前應(yīng)力狀態(tài)，例如在板塊的匯聚帶，Te各向異性方向則與最大壓應(yīng)力的方向以及剪切變形誘發(fā)的地震各向異性方向一致，反映的是巖石圈中應(yīng)力場分布特征[74］.為了探討華北克拉通地區(qū)Te各向異性結(jié)構(gòu)是否與現(xiàn)今地殼形變一致，我們將Te各向異性與現(xiàn)今地殼應(yīng)力場[75］作比較（圖7）.發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)阿拉善地塊Te各向異性與地殼應(yīng)力場的最大壓應(yīng)力方向平行，而除阿拉善地塊以外，其它地區(qū)Te各向異性與地殼應(yīng)力場的最大壓應(yīng)力方向沒有明顯關(guān)系.阿拉善地塊Te各向異性與SKS近似垂直，說明該地區(qū)巖石圈變形機(jī)制的確為垂直連貫變形模式，殼幔強(qiáng)烈耦合，Te各向異性反映的是現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場.其它區(qū)域沒明顯相關(guān)性則可能暗示了這些區(qū)域受歷史地質(zhì)構(gòu)造活動的影響較大，力學(xué)強(qiáng)度的各向異性繼承或有部分繼承了歷史構(gòu)造事件殘留的各向異性.由于上地幔在巖石圈強(qiáng)度的貢獻(xiàn)中也占有不少比重，地殼應(yīng)力場與巖石圈整體強(qiáng)度的各向異性呈現(xiàn)出不一致，也可能說明這些區(qū)域地殼與地幔存在解耦，各向異性的主要來源可能是上地幔，而非地殼.另外，由圖7中的Te各向異性大小和方向的變化與地震活動性的分布，結(jié)合各向同性Te，不同塊體Te各向異性的大小或方向存在差異，并且研究區(qū)內(nèi)地震大多分布在Te各向異性大小或方向發(fā)生轉(zhuǎn)變的區(qū)域.這可能說明Te各向異性整體一致的剛性塊體有利于應(yīng)力的傳輸或轉(zhuǎn)移，使應(yīng)力積累到塊體周邊的Te相對較弱、Te各向異性大小或方向發(fā)生改變的區(qū)域，有助于地震的孕育.當(dāng)然，若巖石圈的強(qiáng)度過小，巖石圈變形趨于塑性變形，Te各向異性很弱，則不利于應(yīng)力的積累，發(fā)生地震的可能性也較小.

圖7 Te各向異性大小及Te各向異性（黑色條棒）與現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場分布[75］（空心條棒）的關(guān)系圖中白色圓圈為1973年以來3級以上地震的震中位置（源自國家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心：http：／／data.earthquake.cn）.Fig.7 The magnitude of Teanisotropy defined by（Tmax-Tmin）／Tmaxand correlations between Te anisotropy（black bars）and directions of maximum horizontal compressive stress[75］（white bars）White circles show the M≥3earthquakes occurred since 1973（data are downloaded from website：http：／／data.earthquake.cn）.

5 結(jié) 論

我們通過地形和重力的相關(guān)性，利用Fan小波方法解算了華北克拉通有效彈性厚度，并首次得到了該區(qū)域的Te各向異性分布.研究分析了不同地區(qū)Te及其各向異性的分布特征，及其與克拉通破壞的關(guān)系，最后比較分析了Te各向異性與地震學(xué)SKS各向異性和現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場之間的關(guān)系，得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）華北克拉通不同塊體Te存在明顯的差異.鄂爾多斯地塊、河淮盆地的Te值均較高，中克拉通、南北重力梯度帶及魯西隆起Te值較低，約10～25km.從大體上看，Te的低值區(qū)對應(yīng)于地質(zhì)時(shí)期發(fā)生過多次構(gòu)造事件的斷裂帶、裂谷帶以及塊體邊界，Te的高值區(qū)對應(yīng)于冷的、古老的大陸塊體.并且，在鄂爾多斯塊體以南的秦嶺—大別造山帶Te不存在明顯的低值區(qū)，暗示該地區(qū)巖石圈內(nèi)不存在可供物質(zhì)流動的通道.東部華北克拉通Te的橫向差異顯著，特別在郯廬斷裂帶兩側(cè)，有非常大的差異，西側(cè)的Te明顯小于東側(cè).綜合考慮地震層析成像以及地質(zhì)學(xué)等結(jié)果，我們認(rèn)為郯廬斷裂帶在華北克拉通的再活化過程中，起著非常重要的作用，可能是“熱侵蝕”或者“拆沉”模式中熱物質(zhì)上升的主要通道.

（2）不同塊體Te各向異性的大小或方向存在差異，并且研究區(qū)內(nèi)地震大多分布在Te各向異性大小或方向轉(zhuǎn)變的區(qū)域.這可能說明Te各向異性整體一致的剛性塊體有利于應(yīng)力的傳輸或轉(zhuǎn)移，使應(yīng)力積累到塊體周邊的Te相對較弱、Te各向異性大小或方向發(fā)生改變的區(qū)域，有助于地震的孕育.

（3）通過Te各向異性與SKS各向異性比較研究表明，華北克拉通西部阿拉善塊體巖石圈變形趨于垂直連貫變形模式，各向異性源自地幔橄欖石晶格的優(yōu)勢取向.鄂爾多斯地區(qū)各向異性源自歷史構(gòu)造事件的“化石”各向異性.克拉通東部的Te的各向異性南北向存在差異，河淮盆地Te各向異性具有整體一致性，說明它和鄂爾多斯地塊類似，都屬于穩(wěn)定的克拉通塊體，各向異性源自歷史構(gòu)造事件的“化石”各向異性.河淮盆地以北至渤海灣盆地的東克拉通地區(qū)Te各向異性呈現(xiàn)大體一致的走向，各向異性可能主要來自于晚三疊紀(jì)以來的構(gòu)造伸展作用.克拉通中部Te各向異性相比東西部有明顯的轉(zhuǎn)變，各向異性的分布特征可能與太平洋板塊的俯沖導(dǎo)致的中—新生代克拉通的再活化有關(guān).

（4）華北克拉通Te各向異性與現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場間不存在明顯的相關(guān)性.

不過，雖然本文的結(jié)果給出了華北克拉通及其附近區(qū)域的強(qiáng)度構(gòu)造和各向異性分布特征，在一定程度上給出了華北克拉通破壞的約束和可能的機(jī)制，但由于巖石圈有效彈性厚度是長時(shí)間地質(zhì)構(gòu)造所展示的一種性質(zhì)，對時(shí)間的敏感度不是太高，因此，無法判斷華北克拉通破壞過程的具體快慢，因此也就難以定量給出判斷華北克拉通破壞是以“熱侵蝕”為主還是以“拆沉”模式為主.回答這些問題還有待于進(jìn)一步的地球物理和地質(zhì)學(xué)觀測的約束和研究，如近期的一些地球物理學(xué)結(jié)果[76-78］，將能為我們提供進(jìn)一步的約束.

致 謝 我們對匿名審稿人表示感謝，他們的意見為本文的改進(jìn)起了重要作用.在本文的計(jì)算和完成過程中，澳大利亞的Swain博士和Kirby博士提供了很多的幫助，并在程序的編制、結(jié)果的分析方面提出了很多寶貴的意見；此外，中國科學(xué)院測量與地球物理研究所許厚澤院士等對本工作提供了很多指導(dǎo)和意見，在此對他們深表謝意.文中圖件使用GMT[79］繪制.

（References）

[1]Watts A B，Zhong S.Observations of flexure and the rheology of oceanic lithosphere.Geophysical Journal International，2000，142（3）：855-875.

[2]Bechtel T D，F(xiàn)orsyth D W，Sharpton V L，et al.Variations in effective elastic thickness of the North American lithosphere.Nature，1990，343（6259）：636-638.

[3]Forsyth D W.Subsurface loading and estimates of the flexural rigidity of continental lithosphere.J.Geophys.Res.，1985，90（B14）：12623-12632.

[4]Audet P，Mareschal J C.Variations in elastic thickness in the Canadian Shield.Earth and Planetary Science Letters，2004，226（1-2）：17-31.

[5]Audet P，Mareschal J C.Anisotropy of the flexural response of the lithosphere in the Canadian Shield.Geophys.Res.Lett.，2004，31：L20601.

[6]Audet P，Mareschal J C.Wavelet analysis of the coherence between Bouguer gravity and topography：application to the elastic thickness anisotropy in the Canadian Shield.Geophysical Journal International，2007，168（1）：287-298.

[7]Kirby J K，Swain C J.Mapping the mechanical anisotropy of the lithosphere using a 2Dwavelet coherence，and its application to Australia.Physics of the Earth and Planetary Interiors，2006，158（2-4）：122-138.

[8]Kirby J F，Swain C J.A reassessment of spectral Te estimation in continental interiors：The case of North America.J.Geophys.Res.，2009，114：B08401.

[9]McKenzie D.Estimating Tein the presence of internal loads.J.Geophys.Res.，2003，108：2438.

[10]Pérez-GussinyéM，Lowry A R，Watts A B，et al.On the recovery of effective elastic thickness using spectral methods：examples from synthetic data and from the Fennoscandian Shield.J.Geophys.Res.，2004，109：B10409.

[11]Pérez-Gussinyé M，Watts A B.The long-term strength of Europe and its implications for plate-forming processes.Nature，2005，436（7049）：381-384.

[12]Grotzinger J，Royden L.Elastic strength of the Slave craton at 1.9Gyr and implications for the thermal evolution of the continents.Nature，1990，347（6288）：64-66.

[13]Banks R J，Parker R L，Huestis S P.Isostatic compensation on a continental scale：local versus regional mechanisms.Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society，1977，51（2）：431-452.

[14]McNutt M K，Parker R L.Isostasy in Australia and the evolution of the compensation mechanism.Science，1978，199（4330）：773-775.

[15]McKenzie D，F(xiàn)airhead D.Estimates of the effective elastic thickness of the continental lithosphere from Bouguer and free air gravity anomalies.J.Geophys.Res.，1997，102（B12）：27523-27552.

[16]Maggi A，Jackson JA，Mckenzie D，et al.Earthquake focal depths，effective elastic thickness，and the strength of the continental lithosphere.Geology，2000，28（6）：495-498.

[17]Kirby J F，Swain C J.An accuracy assessment of the Fan wavelet coherence method for elastic thickness estimation.Geochemistry Geophysics Geosystems，2008，9：Q03022.

[18]Swain C J，Kirby J K.An effective elastic thickness map of Australia from wavelet transforms of gravity and topography using Forsyth′s method.Geophys.Res.Lett.，2006，33：L02314.

[19]Kirby J F，Swain C J.Improving the spatial resolution of effective elastic thickness estimation with the Fan wavelet transform.Computers &Geosciences，2011，37（9）：1345-1354.

[20]Pérez-GussinyéM，Swain C J，Kirby J F，et al.Spatial variations of the effective elastic thickness，Te，using multitaper spectral estimation and wavelet methods：examples from synthetic data and application to South America.Geochemistry Geophysics Geosystems，2009，10：Q04005.

[21]Simons F J，van der Hilst R D，Zuber M T.Spatio-spectral localization of isostatic coherence anisotropy in Australia and its relation to seismic anisotropy：Implications for lithospheric deformation.J.Geophys.Res.，2003，108：2250.

[22]Rajesh R S，Stephen J，Mishra D C.Isostatic response and anisotropy of the Eastern Himalayan-Tibetan Plateau：A reappraisal using multitaper spectral analysis.Geophys.Res.Lett.，2003，30：1060.

[23]Menzies M，Xu Y G，Zhang H F，et al.Integration of geology，geophysics and geochemistry：a key to understanding the North China Craton.Lithos，2007，96（1-2）：1-21.

[24]Xu Y G，Chung S L，Ma J L，et al.Contrasting Cenozoic lithospheric evolution and architecture in the western and eastern Sino-Korean Craton：Constraints from geochemistry of basalts and mantle xcenoliths.The Journal of Geology，2004，112（5）：593-605.

[25]Xu Y G，Huang X L，Ma J L，et al.Crust-mantle interaction during the tectono-thermal reactivation of the North China Craton：constraints from SHRIMP zircon U-Pb chronology and geochemistry of Mesozoic plutons from western Shandong.Contributions to Mineralogy and Petrology，2004，147（6）：750-767.

[26]Zheng J P，O′reilly S Y，Griffin W L，et al.Nature and evolution of Cenozoic lithospheric mantle beneath Shandong peninsula，Sino-Korean craton，eastern China.International Geology Review，1998，40（6）：471-499.

[27]Niu Y L.Generation and evolution of basaltic magmas：some basic concepts and a new view on the origin of Mesozoic-Cenozoic basaltic volcanism in eastern China.Geological Journal of China Universities，2005，11（1）：9-46.

[28]嵇少丞，王茜，許志琴.華北克拉通破壞與巖石圈減薄.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008，82（2）：174-193.Ji S C，Wang Q，Xu Z Q.Break-up of the North China Craton through lithospheric thinning.Acta Geologica Sinica（in Chinese），2008，82（2）：174-193.

[29]Gao S，Rudnick R L，Carlson R W，et al.Re-Os evidence for replacement of ancient mantle lithosphere beneath the North China craton.Earth and Planetary Science Letters，2002，198（3-4）：307-322.

[30]Xu Y G.Diachronous lithospheric thinning of the North China Craton and formation of the Daxin＇anling-Taihangshan gravity lineament.Lithos，2007，96（1-2）：281-298.

[31]Zheng Y，Shen W，Zhou L Q，et al.Crust and uppermost mantle beneath the North China Craton，northeastern China，and the Sea of Japan from ambient noise tomography.J.Geophys.Res.，2011，116：B12312.

[32]Chen L，Zheng T Y，Xu W W.A thinned lithospheric image of the Tanlu Fault Zone，eastern China：Constructed from wave equation based receiver function migration.J.Geophys.Res.，2006，111：B09312.

[33]Chen L，Tao W，Zhao L，et al.Distinct lateral variation of lithospheric thickness in the Northeastern North China Craton.Earth and Planetary Science Letters，2008，267（1-2）：56-68.

[34]Xu Y G.Thermo-tectonic destruction of the Archaean lithospheric keel beneath the Sino-Korean Craton in China：Evidence，timing and mechanism.Physics and Chemistry of the Earth，Part A：Solid Earth and Geodesy，2001，26（9-10）：747-757.

[35]Fan W M，Guo F，Wang Y J，et al.Post-orogenic bimodal volcanism along the Sulu orogenic belt in eastern China.Physics and Chemistry of the Earth，Part A：Solid Earth and Geodesy，2001，26（9-10）：733-746.

[36]Zhang H F，Sun M，Zhou X H，et al.Mesozoic lithosphere destruction beneath the North China Craton：evidence from major-，trace-element and Sr-Nd-Pb isotope studies of Fangcheng basalts.Contributions to Mineralogy and Petrology，2002，144（2）：241-254.

[37]Gao S，Rudnick R L，Yuan H L，et al.Recycling lower continental crust in the North China craton.Nature，2004，432（7019）：892-897.

[38]Simons F J，Zuber M T，Korenaga J.Isostatic response of the Australian lithosphere：Estimation of effective elastic thickness and anisotropy using multitaper spectral analysis.J.Geophys.Res.，2000，105（B8）：19163-19184.

[39]Swain C J，Kirby J F.The coherence method using a thin anisotropic elastic plate model.Geophys.Res.Lett.，2003，30：2014.

[40]Stark C P，Stewart J，Ebinger C J.Wavelet transform mapping of effective elastic thickness and plate loading：Validation using synthetic data and application to the study of southern African tectonics.J.Geophys.Res.，2003，108：2558.

[41]Kirby J F.Which wavelet best reproduces the Fourier power spectrum？Computers &Geosciences，2005，31（7）：846-864.

[42]Tassara A，Swain C，Hackney R，et al.Elastic thickness structure of South America estimated using wavelets and satellite-derived gravity data.Earth and Planetary Science Letters，2007，253（1-2）：17-36.

[43]Audet P，Bürgmann R.Dominant role of tectonic inheritance in supercontinent cycles.Nature Geoscience，2011，4（3）：184-187.

[44]Becker J J，Sandwell D T，Smith W H F，et al.Global bathymetry and elevation data at 30arc seconds resolution：SRTM30＿PLUS.Marine Geodesy，2009，32（4）：355-371.

[45]Sandwell D T，Smith W H F.Global marine gravity from retracked Geosat and ERS-1altimetry：Ridge segmentation versus spreading rate.J.Geophys.Res.，2009，114：B01411.

[46]Wei Z G，Chen L，Xu W W.Crustal thickness and Vp／Vs ratio of the central and western North China Craton and its tectonic implications.Geophysical Journal International，2011，186（2）：385-389.

[47]Tian X B，Teng J W，Zhang H S，et al.Structure of crust and upper mantle beneath the Ordos Block and the Yinshan Mountains revealed by receiver function analysis.Physics of the Earth and Planetary Interiors，2011，184（3-4）：186-193.

[48]Zheng Y，Yang Y J，Ritzwoller M H，et al.Crustal structure of the northeastern Tibetan plateau，the Ordos block and the Sichuan basin from ambient noise tomography.Earthquake Science，2010，23（5）：465-476.

[49]徐義剛.用玄武巖組成反演中-新生代華北巖石圈的演化.地學(xué)前緣，2006，13（2）：93-104.Xu Y G.Using basalt geochemistry to constrain Mesozoic-Cenozoic evolution of the lithosphere beneath North China Craton.Earth Science Frontiers（in Chinese），2006，13（2）：93-104.

[50]Huang J L，Zhao D P.High-resolution mantle tomography of China and surrounding regions.J.Geophys.Res.，2006，111：B09305.

[51]Deng J F，Su S G，Niu Y L，et al.A possible model for the lithospheric thinning of North China Craton：evidence from the Yanshanian（Jura-Cretaceous）magmatism and tectonism.Lithos，2007，96（1-2）：22-35.

[52]Zhu R X，Zheng T Y.Destruction geodynamics of the North China Craton and its Paleoproterozoic plate tectonics.Chinese Science Bulletin，2009，54（19）：3354-3366.

[53]郭興偉，施小斌，丘學(xué)林等.渤海灣盆地新生代沉降特征及其動力學(xué)機(jī)制探討.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2007，31（3）：273-280.Guo X W，Shi X B，Qiu X L，et al.Cenozoic subsidence in Bohai Bay Basin：characteristics and dynamic mechanism.Geotectonica et Metallogenia （in Chinese），2007，31（3）：273-280.

[54]汪洋，程素華.中國東部巖石圈熱狀態(tài)與流變學(xué)強(qiáng)度特征.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2011，35（1）：12-23.Wang Y，Cheng S H.Thermal state and rheological strength of the lithosphere beneath the eastern China.Geotectonicaet Metallogenia （in Chinese），2011，35（1）：12-23.

[55]陳凌，危自根，程騁.從華北克拉通中、西部結(jié)構(gòu)的區(qū)域差異性探討克拉通破壞.地學(xué)前緣，2010，17（1）：212-228.Chen L，Wei Z G，Cheng C.Significant structural variations in the Central and Western North China Craton and its implications for the craton destruction.Earth Science Frontiers（in Chinese），2010，17（1）：212-228.

[56]吳福元，徐義剛，高山等.華北巖石圈減薄與克拉通破壞研究的主要學(xué)術(shù)爭論.巖石學(xué)報(bào)，2008，24（6）：1145-1174.Wu F Y，Xu Y G，Gao S，et al.Lithospheric thinning and destruction of the North China Craton.Acta Petrologica Sinica （in Chinese），2008，24（6）：1145-1174.

[57]朱日祥，陳凌，吳福元等.華北克拉通破壞的時(shí)間、范圍與機(jī)制.中國科學(xué)：地球科學(xué)，2011，41（5）：583-592.Zhu R X，Chen L，Wu F Y，et al.Timing，scale and mechanism of the destruction of the North China Craton.Sci.China：Earth Sci.，2011，54（6）：789-797.

[58]朱日祥，鄭天愉.華北克拉通破壞機(jī)制與古元古代板塊構(gòu)造體系.科學(xué)通報(bào)，2009，54（14）：1950-1961.Zhu R X，Zheng T Y.Destruction geodynamics of the North China Craton and its Paleoproterozoic plate tectonics.Chinese Sci.Bull.（in Chinese），2009，54（14）：1950-1961.

[59]鄧晉福，蘇尚國，劉翠等.關(guān)于華北克拉通燕山期巖石圈減薄的機(jī)制與過程的討論：是拆沉，還是熱侵蝕和化學(xué)交代？地學(xué)前緣，2006，13（2）：105-119.Deng J F，Su S G，Liu C，et al.Discussion on the lithospheric thinning of the North China Craton：delamination？Or thermal erosion and chemical metasomatism？Earth Science Frontiers（in Chinese），2006，13（2）：105-119.

[60]Yin A，Nie S Y.An indentation model for the North and South China collision and the development of the Tan-Lu and Honam fault systems，eastern Asia.Tectonics，1993，12（4）：801-813.

[61]Li Z X.Collision between the North and South China blocks：a crustal-detachment model for suturing in the region east of the Tanlu fault.Geology，1994，22（8）：739-742.

[62]嘉世旭，張先康.華北不同構(gòu)造塊體地殼結(jié)構(gòu)及其對比研究.地球物理學(xué)報(bào)，2005，48（3）：611-620.Jia S X，Zhang X K.Crustal structure and comparison of different tectonic blocks in North China.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2005，48（3）：611-620.

[63]Hu S B，He L J，Wang J Y.Heat flow in the continental area of China：a new data set.Earth and Planetary Science Letters，2000，179（2）：407-419.

[64]王濤，徐鳴潔，王良書等.鄂爾多斯及鄰區(qū)航磁異常特征及其大地構(gòu)造意義.地球物理學(xué)報(bào)，2007，50（1）：163-170.Wang T，Xu M J，Wang L S，et al.Aeromagnetic anomaly analysis of Ordos and adjacent regions and its tectonic implications.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2007，50（1）：163-170.

[65]Plomerová J， Kouba D， Babuˇska V.Mapping the lithosphere-asthenosphere boundary through changes in surface-wave anisotropy.Tectonophysics，2002，358（1-4）：175-185.

[66]趙國澤，詹艷，王立鳳等.鄂爾多斯斷塊地殼電性結(jié)構(gòu).地震地質(zhì)，2010，32（3）：345-359.Zhao G Z，Zhan Y，Wang L F，et al.Electric structure of the crust beneath the Ordos fault block.Seismology and Geology（in Chinese），2010，32（3）：345-359.

[67]Zhao L，Zheng T Y，LüG.Insight into craton evolution：Constraints from shear wave splitting in the North China Craton.Physics of the Earth and Planetary Interiors，2008，168（3-4）：153-162.

[68]Tommasi A，Vauchez A.Continental rifting parallel to ancient collisional belts：an effect of the mechanical anisotropy of the lithospheric mantle.Earth and Planetary Science Letters，2001，185（1-2）：199-210.

[69]許志琴.郯廬裂谷系概述.構(gòu)造地質(zhì)論叢，1984，（3）：39-46.Xu Z Q.Outline of the Tanlu rift valley system.Collection of Structural Geology （in Chinese），1984，（3）：39-46.

[70]Silver P G， Chan W W.Shear wave splitting and subcontinental mantle deformation.J.Geophys.Res.，1991，96（B10）：16429-16454.

[71]Vinnik L P，F(xiàn)arra V，Romanowicz B.Azimuthal anisotropy in the Earth from observations of SKS at Geoscope and NARS broadband stations.Bulletin of the Seismological Society of America，1989，79（5）：1542-1558.

[72]Savage M K.Seismic anisotropy and mantle deformation：what have we learned from shear wave splitting？Rev.Geophys.，1999，37（1）：65-106.

[73]Zhao L，Zheng T Y，Lu G，et al.No direct correlation of mantle flow beneath the North China Craton to the India-Eurasia collision：constraints from new SKS wave splitting measurements.Geophysical Journal International，2011，187（2）：1027-1037.

[74]Audet P，Jellinek A M，Uno H.Mechanical controls on the deformation of continents at convergent margins.Earth and Planetary Science Letters，2007，264（1-2）：151-166.

[75]Heidbach O，Tingay M，Barth A，et al.Global crustal stress pattern based on the World Stress Map database release 2008.Tectonophysics，2010，482（1-4）：3-15.

[76]Zhang Z J，Wu J，Deng Y F，et al.Lateral variation of the strength of lithosphere across the eastern North China Craton：New constraints on lithospheric disruption.Gondwana Research，2012，22（3-4）：1047-1059.

[77]Zhang Z J，Deng Y F，Chen L，et al.Seismic structure and rheology of the crust under mainland China.Gondwana Research，2012，doi：10.1016／j.gr.2012.07.010.

[78]宋美琴，鄭勇，葛粲等.山西地震帶中小震精確位置及其顯示的山西地震構(gòu)造特征.地球物理學(xué)報(bào)，2012，55（2）：513-525.Song M Q，Zheng Y，Ge C，et al.Relocation of small to moderate earthquakes in Shanxi Province and its relation to the seismogenic structures.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2012，55（2）：513-525.

[79]Wessel P，Smith W H F.New，improved version of generic mapping tools released.EOS，Transactions American Geophysical Union，1998，79（47）：579.