郭良辉：接收函数与重力联合反演华南地壳厚度与泊松比分布

华南大陆主要由扬子与华夏两大块体在新元古代碰撞拼合而成，经历了新元古代晚期陆内伸展裂谷和冰期、早古生代和早中生代两次陆内造山事件、晚中生代陆内构造改造及中、新生代古亚洲洋、特提斯洋和古太平洋三大构造域汇聚围限而复合演变，最终形成现今基本面貌。扬子与华夏两大块体的拼合带东段普遍被认为沿绍兴-江山-萍乡断裂带一线，但拼合带西延是华南构造演化与动力学研究的重要科学问题，长期争议不断，其主要原因是拼合后受到多期次、不同方向构造改造及沉积覆盖并缺乏关键地质标志，深部构造特征不清楚。地壳结构和物质组成为区域构造和动力学研究提供重要依据，地壳厚度和泊松比是揭示地壳结构和物质组成的重要参数，因此，揭露深部结构与构造特征成为推动此科学问题的重要途径。

针对上述科学问题，我校地球物理与信息技术学院郭良辉教授和及其合作者利用华南固定地震台站波形数据和区域重力异常数据，通过接收函数与重力联合反演获得了高质量的华南大陆地壳厚度和泊松比分布，进而取得以下创新性认识：

1、地壳厚度在华南西北侧偏大（38~46.5km）而东南侧偏小（26~34km），宜昌-吉首-百色沿线呈现北北东走向的地壳厚度梯级带，莫霍面向东陡升近4km，反映中生代岩石圈和地壳减薄自东向西延伸到宜昌-吉首-百色一线；

2、地壳泊松比在华南北部较高（0.28~0.31），反映地壳铁镁质矿物含量稍高，东南沿海地区中等（0.26~0.29），反映地壳铁镁质矿物含量和石英矿物含量相当，江南造山带和南部沿海地区明显低值（0.20~0.24），反映地壳石英矿物含量很高，其他地区稍低（0.22~0.26），反映地壳石英矿物含量稍高；

3、结合区域地质和最新深反射地震剖面解释，认为上述地壳泊松比的鲜明低值带代表扬子与华夏两大块体新元古代拼合带，其南界沿绍兴-江山-萍乡-永州-贵港-北海一线展布，北界沿石台-九江-益阳-吉首-百色一线展布。

上述研究成果为深化华南大地构造单元划分、构造演化与动力学研究提供重要的深部制约，也为我国其他构造研究区地壳结构与物质组成的地震与重力联合反演提供技术支撑。

图1：华南大陆地壳厚度(a)和波速比分布(b)

(a)图白色虚线指示地壳厚度梯级带；(b)图S1和S2百色虚线分别指示扬子与华夏两块体拼合带北界和南界

图2：华南大陆地壳泊松比分布

S1和S2百色虚线分别指示扬子与华夏两块体拼合带北界和南界 

上述研究成果发表在地球科学国际权威刊物《Earth and Planetary Science Letters》上：Guo, L.*, Gao, R., Shi, L., Huang, Z., Ma, Y. 2019. Crustal thickness and Poisson’s ratios in South China revealed by joint inversion of receiver function and gravity data. Earth and Planetary Science Letters, 2019, 510: 142-152. [IF2017=4.581]

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.12.039