位于中亞造山帶東段的興蒙造山帶由多陸塊碰撞拼貼而成（圖1），自晚古生代至新生代先後受到古亞洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋和太平洋三大構造域多重疊加與改造作用，緻使興蒙造山帶的大地構造形迹複雜，是研究殼幔構造演化變形的理想區域之一。關于古太平洋俯沖對興蒙造山帶殼幔變形的影響範圍，一直存在争論（許文良等，2019）。興蒙造山帶曾被認為是古亞洲洋閉合所導緻的多塊體拼合産物，是以排除了與古太平洋闆塊俯沖相關的構造事件的影響。然而，越來越多的地質學和地球化學的研究表明：古太平洋闆塊的西向俯沖在興蒙造山帶的構造演化中發揮了重要作用（Wilde，2015及相關引用文獻），其空間影響範圍可能到達松遼盆地以西、南北重力梯度帶或南北重力梯度帶以西，具體的時空影響範圍仍然存在争議（許文良等，2019；劉永江等，2019）。
圖1 興蒙造山帶構造劃分、本研究使用的地震台站分布及接收函數Ps 和Sp穿透點位置分布圖。左上角插圖為大區域構造簡圖；PPM—太平洋闆塊的絕對運動方向；APM—歐亞闆塊的絕對運動方向；NSGL—南北重力梯度帶；YYF—依蘭-伊通斷裂；DMF—敦化-密山斷裂；NCC—華北克拉通
為深入了解興蒙造山帶的構造演化和岩石圈變形特征，中國科學院地質與地球實體研究所地球與行星實體院重點實驗室博士生賀楊與導師陳棋福研究員、陳淩研究員等，基于興蒙造山帶南部寬頻帶流動地震台陣（吉林珲春-内蒙二連浩特剖面，全長約2000km）和區域固定台網的地震波形資料，采用S波和P波接收函數波動方程疊後偏移成像方法對岩石圈界面進行成像研究（圖2）。
S波和P波接收函數成像結果均表明興蒙造山帶的岩石圈結構存在明顯的非均勻性，研究區的地殼和岩石圈整體呈現出“中間薄兩邊厚”的趨勢：即西部的大興安嶺和二連盆地下方地殼及岩石圈最厚，分别可以達到30-42km和100-130km；東部的長白山山區次之，地殼及岩石圈厚度分别為30-35km和80-110km；中部的松遼盆地地殼及岩石圈最薄，約為23-34km和75-90km。此外，地殼及岩石圈厚度在郯廬斷裂帶附近存在明顯變化，表明郯廬斷裂帶可能是深部熱物質上湧或遷移的主要通道。S波接收函數偏移圖像（圖2b）顯示，在南北重力梯度帶以西約75-100km深度處出現另一組清晰、穩定的負信号，可能代表岩石圈地幔内部界面MLD（即中岩石圈不連續面），這一界面與南北重力梯度帶以東的岩石圈-軟流圈界面LAB大緻位于同一深度。通過綜合分析和區域對比推測，MLD觀測反映現今南北重力梯度帶以西的岩石圈地幔内部存在一個（相對）力學薄弱層，早期可能也存在于南北重力梯度帶以東區域，并在古太平洋和現今太平洋闆塊俯沖的改造作用下導緻岩石圈減薄至現今的厚度。
圖2 研究區地形（a、c）、剖面SS′和PP′對應的S波接收函數（b）和P波接收函數（d）偏移圖像（剖面位置見圖1）。藍色和紫色的折線分别代表80km和140km深度處網格内參與疊加的接收函數數量；綠色、白色和紫色圓點分别代表Moho面（地殼與上地幔的分界面）、LAB和MLD界面
将本研究的接收函數偏移成像結果與同一測線下方的接收函數H-κ疊加搜尋結果（李天覺和陳棋福，2019；張凱文等，2020）及SKS各向異性結果（Yang et al., 2022）相結合（圖3），展現出南北重力梯度帶兩側的岩石圈結構（Moho面、LAB和MLD界面深度）和變形（SKS快波優勢方向）存在明顯差異。南北重力梯度帶東側的SKS快波優勢方向與太平洋闆塊俯沖和歐亞闆塊運動方向基本一緻，而其西側的快波優勢方向發生顯著偏轉，反映顯著不同的地幔變形特征。綜合分析認為：南北重力梯度帶是研究區重要的深部結構變化帶，（古）太平洋闆塊俯沖控制作用的西邊界到達南北重力梯度帶附近。
圖3 多種地震學觀測結果綜合分析對比圖
美編：陳菲菲
校對：萬鵬