华北克拉通东部软流圈上涌诱发地震活动的电性结构证据：基于大地电磁测深获得的黏度参数解析

本研究通过大地电磁测深（MT）三维反演获得华北克拉通东部电性结构模型，结合阿伦尼乌斯方程和湿橄榄石位错蠕变流动律计算岩石圈地幔有效黏度。发现渤海湾盆地低阻异常区与高温低黏度特征显著，揭示软流圈物质沿构造边界上涌（如唐山、邢台）导致高阻异常区侧向应力积累，最终诱发壳幔地震活动。该研究为理解克拉通破坏区地震机制提供了新的地球物理约束。

　　

Highlight

华北克拉通东部低阻岩石圈的电性特征

渤海湾盆地与其周边岩石圈的电性结构差异源于不同地质构造。以太行隆起为界，其东侧岩石圈地幔为新生代易熔尖晶石二辉橄榄岩（出露于山旺、栖霞），西侧为古生代难熔方辉橄榄岩（出露于福山、鹤壁和信阳）。这两类地幔分别属于克拉通改造型和稳定型（Zhang et al., 2004; Zheng and Dai, 2018）。电性结构显示，渤海湾盆地上地壳存在显著低阻异常，而阴山-燕山块体、苏鲁造山带和太行隆起呈现高阻特征。值得注意的是，山西地堑、鲁西隆起和南太行隆起的岩石圈地幔存在显著低阻异常，这些异常被阴山-燕山块体与太行隆起中部的高阻岩石圈分隔。

结论

为解析华北克拉通东部地震构造带的深部机制，本研究通过电性结构模型和流变学参数揭示了岩石圈流变特征。基于华北克拉通大地电磁测深阵列数据，采用NLCG算法获得三维电性结构模型。模型显示渤海湾盆地上地壳存在显著低阻异常，而周边古老块体（阴山-燕山、太行隆起）呈现高阻特征。结合电导率-温度-黏度关系计算的地幔黏度模型表明，低阻高温的渤海湾盆地岩石圈地幔有效黏度低于高阻低温的燕山块体和太行隆起。根据低阻异常上涌形态，唐山和邢台下方热物质具有沿构造边界上涌的特征。研究表明，低黏度软流圈物质上涌至冷而刚性的燕山块体和太行隆起后，应力在高阻异常体侧向积累，最终导致壳幔地震活动。