*本文转载自“中国地震局地球物理研究所”公众号.
佳木斯地块位于中亚造山带东部，其发育受到古亚洲洋、太平洋和蒙古-鄂霍次克洋俯冲的影响（Wu et al., 2000）。那丹哈达地体位于佳木斯地块东部，曾被认为是古太平洋俯冲带或外来地体的一部分（Mizutani和Kojima，1992），是中国境内唯一由古太平洋板块俯冲增生的证据。两者是研究太平洋板块与东亚构造动力作用的理想地区（见图1）。以往人们对佳木斯地块和那丹哈达地体的构造属性、岩石学、地质年代和地球化学方面进行了一些研究。然而佳木斯板块和那丹哈达地体的地壳结构，两者之间的耦合关系，太平洋俯冲作用对其构造演化过程等科学问题还缺乏深部及精细地球物理资料的制约。大地电磁测深和反射地震是研究地壳精细结构、板块拼接碰撞等地球动力学问题的重要手段，深入研究研究区壳内流体、缝合带的构造特征、杂岩体的结构属性对于认识太平洋板块俯冲作用下研究区的深部动力学背景及其孕震环境具有重要意义。
图1 东北亚地区大地构造和测线分布图
a.中亚造山带大地构造简图；b. 中国东北地区构简图，其中：Ⅰ为嘉荫-牡丹江断裂，Ⅱ为依兰-伊通断裂，Ⅲ为敦化-密山断裂，Ⅳ为锡霍特-阿林断裂，Ⅴ为跃进山断裂；c.地质和地球物理测线分布图，其中：红色实心点表示地震事件，红线表示断裂带，YJFF为跃进山断裂，DMF为敦化-密山断裂；AA’和BB’为两条MT测线，CB’和EE’为两条反射地震测线，DD’和FF’为两条地质露头剖面。
中国地震局地球物理研究所张平川助理研究员完成并收集了两条约257km的大地电磁测深剖面，点距约1km。对频率域的电磁场数据进行维度和构造走向分析可知，AA’线的电性走向为东南107.5°方向，BB’线的佳木斯板块段的电性走向为北东57.5°方向，那丹哈达地体段的电性走向为东南112.5°方向。两个测线测点的相位张量具有二维性，因此反演采用非线性共轭梯度二维反演算法，获得TM模式下的深度100km范围内的电性结构模型（见图2）。此外，收集了两条反射地震剖面，B’C线为穿过那丹哈达地体中部的6s的反射地震测线，EE’线为穿过那丹哈达地体南端的15s的反射地震测线，对地震数据进行了能量增强和属性提取等处理，并依据已有地质、钻井资料进行地质解释（见图3）。DD’线和FF’线为野外地质剖面。
地球物理特征分析结果表明，佳木斯地块上地壳为相对稳定高阻体，厚度约15km。下地壳具有电阻率低、反射短而弱的特点。佳木斯地块地壳中存在高导电层和岩浆导电通道。而佳木斯东缘地壳较为复杂和不稳定。西倾的跃进山-同江断裂是佳木斯地块与跃进山杂岩的构造边界，具有高导电性和拱弧状反射的特征，是地幔物质上涌的通道。跃进山杂岩具有断块状高阻体、断续状的弧反射特点，厚度约10km。饶河杂岩具有西倾反射和高阻块体的物性特征，形态为双重逆冲构造特征，厚度约5km（见图4）。地壳内部的高导电层和地震拱弧状反射特征表明，壳内存在拆离层，由太平洋板块俯冲引起（见图5）。连接浅层地壳和上地幔的低阻带是玄武岩上升流的通道，与太平洋板块的俯冲有关。
图2 电性模型结果图
红色表示低阻，蓝色表示高阻，C1为高导异常体，R1为高阻体，红线表示断裂，箭头表示物质运移方向。
图3 那丹哈达地体偏移地震剖面（a）和地震能量剖面图（b）
YJSB为跃进山杂岩，RHB为饶河杂岩，DLQ为大岭桥组，DJH为大佳河组，YF为永福桥组，UM为超镁铁质-镁铁质岩，MR为岩浆岩，SR为西倾反射波组。
图4 研究区新生代地壳结构模型图
深部红色为幔源物质上涌通道，地壳内部蓝色区为含流体区，地表深绿色为超镁铁质岩。
图5 跃进山杂岩和饶河杂岩的构造演化模型图
从晚石炭世至今，YJS为跃进山，Back arc spreading为弧后扩张，Roll-back为太平洋板块后撤，Upwelling of Asthenosphere为软流圈上涌。
研究创新点体现在：1. 首次绘制了跃进山杂岩和饶河杂岩的电性模型和地震剖面图，为那丹哈达地体划分跃进山杂岩和饶河杂岩，两者是太平洋板块不同时期俯冲的产物给出地球物理证据。2. 揭示了佳木斯地块与那丹哈达地体的构造边界为跃进山断裂，厘清了两者地壳结构的差异特征。3.壳内的高导层和拱弧状反射揭示了研究区自新生代以来太平洋俯冲引起的地幔上涌。
研究成果为太平洋板块俯冲对东北地区的构造演化及深部流体活动提供了地球物理基础，为研究东北地区地震活动的孕震环境提供了地球动力学背景认识，为地震与地球物理等多参数多方法联合研究地球深部结构提供一份案例。成果于2023年发表在学术期刊《Tectonophysics》（Pingchuan Zhang, Changqing Yu, Xingui Zhou. et al. Crustal structure beneath the Jiamusi Block and the Nadanhada Terrane from seismic and magnetotelluric studies: Implications for the subduction of the Pacific Plate. Tectonophysics 862(2023)： 229978. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.229978），受中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项（批准号：DQJB22K49）、国家重点研发计划项目（批准号：2016YFC060110602）、中国地质调查局基础地质调查项目（批准号：DD20160165）共同资助。
【作者简介】
张平川，中国地震局地球物理研究所地震科学数据中心助理研究员，主要从事地球物理数据处理与地球动力学研究。
Email: hyzpczhang@163.com
