大兴安岭重力梯度带穿过了东北地区几个性质不同的构造单元，是该区域一条大型重力异常带，其深部结构特征和形成机制一直是深部地球物理研究的热点问题，这一地区的地质构造、盆地的形成和演化以及能源资源分布都与其有着极为密切的联系。因此，针对大兴安岭重力梯度带开展深部地球物理探测与研究，对于认识该区的构造演化、裂谷形成、岩石圈裂解和减薄等动力学问题，了解地震活动的深部构造背景具有十分重要的科学意义。

    中国地震局地球物理研究所田继枫助理研究员完成了一条从内蒙古东乌珠穆沁旗至通辽约500km长的大地电磁测深剖面，共32个测点。对采集到的原始时间序列电磁场数据进行了处理与分析，结果表明剖面所在区域电性具有较强的二维特征，构造走向大致沿北东40°方向。反演采用的是非线性共轭梯度二维反演算法，获得了沿剖面150km深度范围内的电性结构模型。

模型的分析结果显示，沿剖面电性结构具有横向分块的特征，莫霍面深度以大兴安岭重力梯度带为界，西侧较深，约37~44km左右，东侧较浅，约27~35km左右，相差5~10km。除剖面西侧由于受到浅部大规模低阻异常的影响，岩石圈界面不清晰以外，其余部分岩石圈厚度整体起伏不大，大致深度在80~110km左右。剖面中部的大型高阻异常体可能反映了在太平洋板块向西俯冲的影响下，地幔物质对流导致岩石圈发生部分拆沉，高密度幔源物质上涌是大兴安岭重力梯度带东侧呈现较大正重力异常的重要原因。大兴安岭重力梯度带西侧主要受蒙古-鄂霍茨克洋闭合等有关构造运动的控制，地壳出现一定程度的增厚，从而呈现较大负重力异常。在东西两侧不同构造运动的共同作用下，促成了大兴安岭重力梯度带的形成。

图1  研究区域点位分布图及构造情况简图

图2  二维反演电性结构模型

本研究从电性角度对大兴安岭重力梯度带及其周边区域莫霍面深度、岩石圈厚度和深部结构特征等进行了分析，为中国东北地区构造演化过程及深部动力学机制研究提供了电性依据；对东北地区岩石圈发生拆沉与太平洋板块俯冲之间的关系及大兴安岭重力梯度带形成机制进行了讨论，并提供了新的证据。利用单位现有的大地电磁观测系统，进行了系统的大地电磁测深方法技术研究，解决了一系列相关的技术问题，促进了电磁测深学科方向的发展，使得大地电磁测深方法能够作为一种值得信赖的技术手段，配合地震学方法共同开展地球深部结构研究，提高了研究所在该领域的学科竞争力。

研究成果2022年发表于学术期刊《Tectonophysics》（Tian, J., Ye, G., Xie, C., Li, L., Wei, W., Jin, S., Liu, Z., 2022. Two-dimensional electrical resistivity structure of the crust and upper mantle across the North-South Gravity Lineament in NE China. Tectonophysics 837, 229459），受中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项资助（编号：DQJB20B24）。

【作者简介】

田继枫，男，助理研究员，主要从事大地电磁测深方法技术及壳幔深部结构研究。