郝天珧，胡衛(wèi)劍，邢健，2，胡立天，2，徐亞，秦靜欣，3，劉少華，雷受旻

1中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，中國(guó)科學(xué)院油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

2中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

3中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，北京 100101

4國(guó)土資源部青島海洋地質(zhì)研究所，青島 266071

1 引言

自國(guó)際巖石圈研究計(jì)劃（ILP）開展以來(lái)，人們?cè)絹?lái)越多地認(rèn)識(shí)到對(duì)莫霍面深度分布特征的研究是巖石圈研究計(jì)劃中的重要組成部分，同樣涉及到地球科學(xué)的一些本質(zhì)問題，應(yīng)給予充分的重視.近年來(lái)，有關(guān)地殼厚度分布的研究成果不斷發(fā)表，獲得了許多新認(rèn)識(shí)，對(duì)于全球巖石圈構(gòu)造特征及其深部過程的研究有重要的推動(dòng)作用.

中國(guó)大陸及海域位于歐亞、印度與太平洋三大板塊的交匯部位，是地球動(dòng)力學(xué)研究的重點(diǎn)地區(qū)，因此，中國(guó)海陸莫霍面深度分布特征的研究一直也是科研人員關(guān)注的熱點(diǎn).近年來(lái)，有不少學(xué)者依據(jù)對(duì)中國(guó)地殼厚度的研究結(jié)果編制了各種的圖件（劉光鼎，1992，1993；曾融生等，1995；朱介壽，1996；Li and Mooney，1998；方劍，1999；滕吉文等，2002；高星等，2005；Li et al.，2006；黃建平等，2006），其中最有代表性的為劉光鼎等（1992，1993）第一次將我國(guó)海、陸結(jié)合在一起編繪的地球物理系列圖中，將海、陸置于統(tǒng)一構(gòu)造演化體系中進(jìn)行研究時(shí)所編繪的1∶1000萬(wàn)的莫霍面深度分布圖.但美中不足的是該圖雖對(duì)海陸結(jié)合帶給予了足夠的重視，卻未能完全覆蓋整個(gè)中國(guó)大陸地區(qū).此外，近年來(lái)很多根據(jù)人工地震深部探測(cè)結(jié)果結(jié)合重力資料的反演結(jié)果也有發(fā)表，如朱介壽等（1996）編制的1∶1200萬(wàn)莫霍面深度分布圖，以中國(guó)大陸地區(qū)的人工地震測(cè)深剖面為基礎(chǔ)，在全國(guó)范圍內(nèi)取得400多個(gè)莫霍面深度值.曾融生等（1995）利用20世紀(jì)90年代以前的地震測(cè)深結(jié)果，編制中國(guó)大陸莫霍面深度圖，西部地區(qū)采用了面波和其他地球物理資料.為了容易與大地構(gòu)造相比較還采用了分區(qū)的辦法.Li和 Mooney（1998）以及Li等（2006）總結(jié)了自1958年以來(lái)的由中國(guó)地震局地球物理勘探中心等單位完成的深地震探測(cè)剖面（DDS）約90條，根據(jù)地震測(cè)深數(shù)據(jù)繪制了中國(guó)大陸地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)示意圖.滕吉文等（2002）對(duì)東亞地區(qū)莫霍面深度分布開展了研究并編繪了1∶2500萬(wàn)的地殼厚度圖，高星等（2005）則利用中國(guó)及鄰近地區(qū)數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)提供的三分量地震波形記錄，應(yīng)用轉(zhuǎn)換函數(shù)及快速模擬退火算法對(duì)中國(guó)及鄰區(qū)61個(gè)地震臺(tái)站下的地殼橫波速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行了反演.結(jié)合已發(fā)表的人工地震測(cè)深資料獲得了該地區(qū)地殼厚度分布.這些工作為我國(guó)地殼深部結(jié)構(gòu)的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).但由于這些研究大多局限在中國(guó)大陸內(nèi)部或向海域延伸有限，對(duì)于探索中國(guó)大陸宏觀構(gòu)造格架的延伸以及海陸相互作用關(guān)系等問題而言，仍存在一定的局限.因此，有必要在對(duì)我國(guó)50年來(lái)在中國(guó)海域與陸區(qū)的地球物理調(diào)查成果，特別是近年來(lái)一系列專項(xiàng)調(diào)查獲得的最新資料進(jìn)行充分研究的基礎(chǔ)上，編制中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度圖.并聚焦歐亞板塊、太平洋板塊以及印度洋板塊之間的相互作用及其在中國(guó)大陸與海區(qū)所引發(fā)的構(gòu)造效應(yīng)，以中國(guó)大陸板塊邊緣和板塊內(nèi)部的構(gòu)造演化及其宏觀格架為重點(diǎn)，為中國(guó)大陸邊緣和中國(guó)海動(dòng)力學(xué)等方面的研究提供基礎(chǔ)圖件.

本圖的編圖范圍為：0°—55°N，（71.5°E，40°N）—（135°E，40°N），采用蘭伯特投影，大地基 準(zhǔn)面：WGS84，原點(diǎn)經(jīng)緯度：105°E，0°，標(biāo)準(zhǔn)緯度：15°N、40°N，比例尺：1∶500萬(wàn).

中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度圖采用分區(qū)編繪的方法，以中國(guó)海陸及鄰區(qū)布格重力異常與空間重力異常數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在收集、整理我國(guó)近50年來(lái)莫霍面深度調(diào)查成果以及近年來(lái)一系列專項(xiàng)調(diào)查獲得的最新資料基礎(chǔ)上，對(duì)重力異常數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分區(qū)，然后通過完全布格改正、格萊尼改正、區(qū)域場(chǎng)分離以及自適應(yīng)模擬退火界面反演等方法，得到各分區(qū)莫霍面深度，再進(jìn)行合理拼接，得到中國(guó)海陸莫霍面深度初部結(jié)果.同時(shí)，引入中國(guó)海陸及鄰區(qū)人工地震測(cè)深、地學(xué)斷面、海底地震儀地震測(cè)深等各類地球物理調(diào)查剖面120條，通過統(tǒng)一的數(shù)字化、投影、檢驗(yàn)、校正等一系列處理后，得到了用于約束莫霍面深度反演的控制點(diǎn)共計(jì)8948個(gè).在對(duì)初步結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)檢驗(yàn)后，經(jīng)計(jì)算機(jī)修改，調(diào)色定稿.

2 重力數(shù)據(jù)

編圖中用于反演莫霍面深度的原始重力數(shù)據(jù)在中國(guó)陸區(qū)及鄰域?yàn)椴几裰亓Ξ惓?shù)據(jù)，中國(guó)海區(qū)及鄰域?yàn)榭臻g重力異常數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)分布情況見表1和表2.

表1 中國(guó)海陸莫霍面深度圖中采用的中國(guó)大陸地區(qū)重力異常數(shù)據(jù)信息Table 1 Information of gravity anomalies in the mainland of China used for preparation of the Moho depth map in the land and seas of China and adjacent areas

表2 本文收集的鄰國(guó)或地區(qū)重力資料網(wǎng)度一覽表Table 2 Grid spacing of gravity data collected from neighboring countries and regions

陸區(qū)重力資料是地礦部門多年開展區(qū)域重力調(diào)查所實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，按照驗(yàn)收時(shí)給出的布格重力異?？偩葋?lái)看，其精度均優(yōu)于±2.0×10－5m·s－2.圖幅內(nèi)海區(qū)采用美國(guó)Scripps研究所發(fā)布衛(wèi)星測(cè)高重力數(shù)據(jù)，經(jīng)緯度網(wǎng)格數(shù)據(jù)2′×2′，數(shù)據(jù)精度±（4～6）×10－5m·s－2.

3 編圖方法與指導(dǎo)思想

本次編圖的指導(dǎo)思想是：以板塊構(gòu)造活動(dòng)論為指導(dǎo)，關(guān)注、聚焦歐亞板塊、太平洋板塊以及印度洋板塊之間的相互作用及其在中國(guó)大陸與海區(qū)所引發(fā)的構(gòu)造效應(yīng)，以中國(guó)大陸板塊邊緣和板塊內(nèi)部的宏觀構(gòu)造格架為重點(diǎn)，編制中國(guó)海陸莫霍面深度圖，為中國(guó)大陸邊緣和中國(guó)海的動(dòng)力學(xué)演化等研究提供基礎(chǔ)圖件.

本次編圖采用了劉光鼎（1992）提出的方法，即以板塊構(gòu)造活動(dòng)論為指導(dǎo)，以巖石物性為連接地質(zhì)與地球物理之間的紐帶，以地質(zhì)模型為跨越地球物理場(chǎng)的定性解釋與定量計(jì)算之間的橋梁；采用地質(zhì)與地球物理、正演與反演、定性解釋與定量計(jì)算相結(jié)合，在大量高精度數(shù)據(jù)作為先驗(yàn)信息約束下，通過信息的多次反饋，反復(fù)修改地質(zhì)模型，逐步加深對(duì)地質(zhì)、地球物理信息的認(rèn)識(shí)，有效地克服反演問題的多解性，使解釋結(jié)果漸趨合理、完善和精確.本圖編圖流程如圖1所示.

圖1 中國(guó)海陸莫霍面深度圖編圖流程Fig.1 Compilation flow of the Moho depth map in the land and seas of China and adjacent areas

4 莫霍面深度反演與偏差分析

4.1 莫霍面深度反演方法與分區(qū)

本圖范圍較大，從大陸到大洋，地形起伏劇烈，跨越了多個(gè)構(gòu)造單元，構(gòu)造面貌十分復(fù)雜.假若全圖均采用單一的界面反演方法和相同的反演系數(shù)，往往顧此失彼，很難獲得最佳的反演效果.因此，在本次莫霍面深度反演時(shí)，依據(jù)中國(guó)海陸及鄰區(qū)重力異常及構(gòu)造單元特征，對(duì)圖幅區(qū)進(jìn)行了分區(qū)，將陸區(qū)分為10個(gè)分區(qū)，海區(qū)分為6個(gè)分區(qū)（圖2）.對(duì)不同分區(qū)進(jìn)行了方法優(yōu)化，選擇適合該區(qū)的重力場(chǎng)分離、界面反演方法和相應(yīng)的反演系數(shù)（表3），最終得到中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度分布圖（圖3）.

4.2 控制點(diǎn)數(shù)據(jù)

為了提高反演結(jié)果的精度，本次編圖引入了以人工地震等實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)為主的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)8948個(gè)，對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行校正，以提高可靠性.這樣做的效果比較明顯.以南海地區(qū)為例，圖4是南海地區(qū)經(jīng)過控制點(diǎn)校正前后的莫霍面深度結(jié)果的比較.由于在南海北部陸緣地區(qū)引入了多條OBS測(cè)深剖面數(shù)據(jù)的控制，校正后的莫霍面深度分布更為合理，與該區(qū)實(shí)際地震探測(cè)結(jié)果更為接近.

本次編圖共收集和整理了中國(guó)海陸及鄰區(qū)人工地震測(cè)深、地學(xué)斷面、海底地震儀測(cè)深等各種實(shí)測(cè)剖面120條，莫霍面深度與地殼厚度圖件18余幅.通過統(tǒng)一的數(shù)字化、投影、檢驗(yàn)、校正等一系列處理，得到了以人工地震等實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)為主的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)8948個(gè)，為提高中國(guó)海陸及鄰區(qū)莫霍面深度圖的反演精度提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù).圖5為中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度圖控制剖面位置和部分控制點(diǎn)信息（表4）.

圖2 中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度反演分區(qū)Fig.2 Region division for inversion of the Moho depth（1∶5000000）in the land and seas of China and adjacent areas

圖3 中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度分布Fig.3 Contours of the Moho depth（1∶5000000）in the land and seas of China and adjacent areas

圖4 南海地區(qū)莫霍面深度反演結(jié)果（a）控制點(diǎn)數(shù)據(jù)校正前；（b）控制點(diǎn)數(shù)據(jù)校正后.圖中黑色圓點(diǎn)為OBS實(shí)測(cè)剖面控制點(diǎn)位置，黑色粗實(shí)線所示為圖8中剖面II′的位置.Fig.4 Inversion results of the Moho depth in the South China Sea（a）Before control point correction；（b）After control point correction.Black dots are the locations of control points from OBS profiles.Black thick solid line is Profile II′shown in Fig.8.

表3 各分區(qū)重力場(chǎng)分離方法和莫霍面深度反演方法優(yōu)選Table 3 Gravity field separation and inversion method optimization in each sub－region

控制點(diǎn)的使用：首先使用地震測(cè)深等得到的部分控制點(diǎn)計(jì)算各分區(qū)（圖2）莫霍面深度的平均深度，這個(gè)平均深度值作為一個(gè)重要參數(shù)參與莫霍面深度反演計(jì)算.在獲得各分區(qū)莫霍面深度后，任意抽取各分區(qū)若干條剖面上莫霍面深度反演結(jié)果與地震實(shí)測(cè)控制點(diǎn)結(jié)果對(duì)比并進(jìn)行偏差分析，對(duì)于偏差較大地區(qū)，采用小范圍重新進(jìn)行位場(chǎng)分離和平均深度參數(shù)選取并重新反演來(lái)進(jìn)行校正，使莫霍面深度分布更為合理，與該區(qū)實(shí)際地震探測(cè)結(jié)果更為接近.

4.3 偏差分析

為了評(píng)價(jià)反演結(jié)果的可靠性，本文選擇了若干條剖面對(duì)莫霍面深度反演結(jié)果和控制點(diǎn)資料進(jìn)行偏差分析，以平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差作為衡量反演結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn).

將莫霍面深度的反演結(jié)果與某一點(diǎn)的實(shí)際地震測(cè)深結(jié)果的差值定義為偏差，用Xi表示，即Xi＝X反演－X地震測(cè)深.

將所有偏差的算數(shù)平均值定義為偏差平均值，用表示.

表4 中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度圖部分控制點(diǎn)信息Table 4 Part information of control points on the Moho depth map（1∶5000000）in the land and seas of China and adjacent areas

平均偏差是指偏差與偏差平均值之差的算數(shù)平均值.其表達(dá)式為：

標(biāo)準(zhǔn)偏差又稱為均方根偏差，以σ表示，其表達(dá)式為：

以長(zhǎng)江三峽剖面為例進(jìn)行偏差分析（表5），圖6給出沿該剖面任意抽取若干點(diǎn)的莫霍面深度反演結(jié)果（表5）與Zhang等（2009）發(fā)表的地震實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比，偏差的平均偏差1.02km，標(biāo)準(zhǔn)偏差1.52km，表明莫霍面深度的反演結(jié)果比較接近真實(shí)地質(zhì)情況.本文采用同樣的方法對(duì)圖幅內(nèi)各分區(qū)莫霍面深度反演結(jié)果進(jìn)行了偏差分析（參見表6），最大標(biāo)準(zhǔn)偏差2.99km，最大平均偏差1.86km，主要集中在中、西部地區(qū).

通過對(duì)比可知，反演偏差與莫霍面深度的實(shí)際起伏程度有關(guān).一般而言，莫霍面深度起伏相對(duì)平緩的地區(qū)莫霍面深度平均偏差較小，而莫霍面深度陡變大的地區(qū)平均偏差較大.比如我國(guó)中、西部的莫霍面的實(shí)際起伏幅度較大，而重力反演結(jié)果的偏差也較大.特別是在西部地區(qū)，陸殼受到嚴(yán)重的擠壓和改造，反演結(jié)果的平均偏差值可達(dá)1.86km.對(duì)于海區(qū)，黃、渤海地區(qū)莫霍面分布總體的趨勢(shì)較為平緩，偏差也相對(duì)較小.而東海的溝－?。梵w系地殼異常區(qū)，南海、菲律賓海、安達(dá)曼海等地區(qū)均涉及到俯沖帶，莫霍梯度陡變，橫向變化劇烈，因此這幾個(gè)區(qū)域的偏差值相對(duì)較大.一般而言，利用重力數(shù)據(jù)反演得到的莫霍面是一種“趨勢(shì)面”，可以近似地用連續(xù)曲面表示.但板塊俯沖帶地區(qū)（特別是洋－陸強(qiáng)烈作用地區(qū)），地質(zhì)結(jié)構(gòu)與其他地區(qū)顯著不同，莫霍面不能近似用連續(xù)曲面表示，這正是在這些地區(qū)常規(guī)重力反演方法無(wú)法準(zhǔn)確地反映莫霍面深度分布情況的原因.為此，本圖特在莫霍面深度分布圖上對(duì)俯沖帶地區(qū)標(biāo)出了震源位置、震級(jí)、俯沖帶位置等信息，以示這些地區(qū)的特殊性并供使用者參考.

圖5 中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度圖控制剖面位置Fig.5 Location of control profiles on the Moho depth map（1∶5000000）in the land and seas of China and adjacent areas

表5 長(zhǎng)江三峽地區(qū)深部結(jié)構(gòu)剖面偏差分析表Table 5 Errors of the profile of the deep structure in the area of Three Gorges，Yangtze

表6 各分區(qū)莫霍面深度反演結(jié)果偏差Table 6 Deviations of inversion results of the Moho depth in each region

5 莫霍面深度分布特征

圖6 （a）長(zhǎng)江三峽剖面位置（黑色粗實(shí)線所示），（b）地震測(cè)深給出的速度結(jié)構(gòu)（據(jù)Zhang et al.，2009），（c）長(zhǎng)江三峽深部結(jié)構(gòu)剖面中地震測(cè)深與重力反演得到的莫霍面深度對(duì)比Fig.6 （a）Location of Three Gorges，Yangtze.（b）Velocity structure from seismic sounding（after Zhang et al.，2009）.（c）Comparison of the Moho depths from seismic sounding and gravity inversion along the profile of deep structure in Three Gorges，Yangtze

以莫霍面深度分布特征和地殼性質(zhì)為基礎(chǔ)，結(jié)合重力異常及塊體構(gòu)造差異等，本次編圖共劃分了12個(gè)莫霍面深度梯級(jí)帶、六大分區(qū)和24個(gè)二級(jí)分區(qū)（表7、表8和圖7）.其中一級(jí)分區(qū)主要以地殼性質(zhì)的不同劃分為厚型地殼分區(qū)、正常型地殼分區(qū)、減薄型地殼分區(qū)、溝－?。梵w系地殼異常分區(qū)、過渡型地殼分區(qū)和大洋型地殼分區(qū)；二級(jí)分區(qū)更側(cè)重于莫霍面深度分布特征，并參考了重力異常及塊體構(gòu)造差異特征等.

5.1 莫霍面深度梯級(jí)帶

（1）大興安嶺—太行山—武陵山梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約為4400km，呈NNE向.莫霍面深度等值線梯度變化較強(qiáng)，梯級(jí)帶從西到東約200km寬度內(nèi)莫霍面深度變化為42～34km，抬升8km，是減薄型陸殼和正常陸殼的分界帶，該梯級(jí)帶在中國(guó)境外仍然向北延伸，向南與中南半島東緣梯級(jí)帶相連.

表7 中國(guó)海陸及鄰區(qū)莫霍面深度梯級(jí)帶Table 7 Moho depth gradient belts in the land and seas of China and adjacent areas

圖7 中國(guó)海陸莫霍面深度梯級(jí)帶及分區(qū)Fig.7 Moho depth gradient belts and sub－regions

（2）賀蘭山—龍門山梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約4000km，近SN向.莫霍面深度等值線梯度變化在龍門山段十分強(qiáng)烈，從西到東約260km寬度內(nèi)莫霍面深度變化為58～44km，抬升14km.該梯級(jí)帶在中國(guó)境外向北一直延伸與貝加爾—色楞格梯級(jí)帶相接，但隨著向北延伸梯級(jí)帶的梯度呈變小趨勢(shì)，向南因?yàn)槭艿接《劝鍓K與歐亞板塊碰撞構(gòu)造效應(yīng)的影響，而未能延伸很遠(yuǎn)，形成東亞地區(qū)一條大型SN向構(gòu)造帶.

（3）天山—阿爾金山—祁連山梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約4350km，近EW向，呈狹長(zhǎng)狀地帶，該梯級(jí)帶構(gòu)成我國(guó)西部南北不同地殼性質(zhì)的界帶.莫霍面深度等值線梯度變化強(qiáng)烈，地殼厚度較周圍盆地區(qū)增厚約10km.阿爾金山附近，從北到南約130km寬度內(nèi)，莫霍面深度變化為49～59km，地殼厚度增厚10km.該梯級(jí)帶是青藏高原周邊增厚亞區(qū)與北側(cè)正常地殼亞區(qū)的分界，將塔里木盆地與柴達(dá)木盆地分隔，形成沉積盆地區(qū)莫霍面上隆、造山帶區(qū)莫霍面深度下凹的特殊分布.

（4）哈薩克丘陵—阿爾泰山梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶總長(zhǎng)約3350km，莫霍面深度等值線梯度變化比較平緩，莫霍面深度變化為42～46km.

（5）喜馬拉雅梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶總長(zhǎng)約3760km，寬度較大，梯級(jí)帶走向由西段的NW向轉(zhuǎn)為東段的EW向.莫霍面深度等值線梯度變化強(qiáng)烈，從印度到青藏在垂直于梯級(jí)帶約500km距離內(nèi)，莫霍面深度變化為38～66km，深度增加28km.該梯級(jí)帶是恒河平原—印度次大陸正常地殼與青藏高原增厚地殼的分界，是印度與歐亞兩大板塊碰撞、擠壓形成的過渡帶.

（6）印度半島東緣梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約3000km，主要沿著印度半島東緣海岸線，走向由斯里蘭卡東部的SN向—NE—孟加拉灣北部的近EW向，并且沿著該走向莫霍面深度等值線梯度變化由大逐漸變小，其中在斯里蘭卡東部從大陸到印度洋在垂直于梯級(jí)帶約140km距離內(nèi)，莫霍面深度變化為35～25km，抬升10km.該梯級(jí)帶是印度半島正常地殼與印度洋大洋地殼的分界帶.

表8 中國(guó)海陸及鄰區(qū)莫霍面深度圖分區(qū)Table 8 Regional division of Moho depth in the land and seas of China and adjacent areas

（7）安達(dá)曼群島—尼亞斯島梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約3200km，呈近SN向，莫霍面深度等值線梯度變化強(qiáng)烈，在垂直于梯級(jí)帶約150km距離內(nèi)，莫霍面深度變化為20～30km.

（8）中南半島西南梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約1890km，沿中南半島西南邊緣，從北到南，走向由SN變?yōu)镹NW向，莫霍面深度等值線梯度變化較平緩，呈弧狀分布，莫霍面深度變化為36～39km.

（9）中南半島東緣梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約1700km，走向沿中南半島東部邊緣呈近SN向，莫霍面深度等值線梯度變化較強(qiáng)，在垂直于梯級(jí)帶約200km距離內(nèi)，莫霍面深度變化為33～40km.與中南半島西南梯級(jí)帶共同構(gòu)成東南亞的正常大陸地殼分區(qū).

（10）南海過渡帶梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約4720km.莫霍面深度等值線梯度變化強(qiáng)烈，莫霍面深度變化為20～25km.該梯級(jí)帶是大陸型地殼與過渡型地殼的分界帶.

（11）日本?！獤|海梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約3150km，呈NNE向.莫霍面深度等值線梯度在日本海地區(qū)較大，在東海地區(qū)梯度相對(duì)較緩，莫霍面深度變化為25～30km.該梯級(jí)帶是東亞陸架地區(qū)的過渡帶，向南延伸至臺(tái)灣與南海過渡帶梯級(jí)帶相連.

（12）菲律賓海梯級(jí)帶

該梯級(jí)帶長(zhǎng)度約3450km，梯級(jí)帶在臺(tái)灣島以北走向?yàn)镹NE，以南為NNW向.莫霍面深度等值線梯度變化較強(qiáng)烈，莫霍面深度變化為15～24km，此梯級(jí)帶是菲律賓海板塊向歐亞大陸俯沖形成的莫霍面深度梯級(jí)帶，將菲律賓海與東海、南海隔開，是過渡型地殼與大洋型地殼的分界帶.

5.2 莫霍面深度分區(qū)

（Ⅰ）增厚型地殼區(qū)

增厚型地殼分區(qū)主體為青藏高原，以地殼明顯增厚為特征.包括羌塘盆地、措勤盆地和柴達(dá)木盆地，莫霍面深度變化為50～72km.根據(jù)深度變化可分為青藏高原地殼隆升亞區(qū)（Ⅰ1）和青藏高原周邊地殼增厚亞區(qū)（Ⅰ2）.前者為青藏高原主體，莫霍面深度為60～72km；后者包括了柴達(dá)木盆地及其他青藏高原周邊地區(qū)，莫霍面深度在50～60km之間分布.

（Ⅱ）正常型地殼區(qū)

正常型地殼區(qū)的東西邊界分別為大興安嶺—太行山—武陵山梯級(jí)帶和賀蘭山—龍門山—貝加爾—色楞格梯級(jí)帶.進(jìn)一步可劃分為8個(gè)亞區(qū).

（1）哈薩克斯坦亞區(qū)（Ⅱ1）：主要由巴爾哈什湖和準(zhǔn)噶爾盆地組成，區(qū)內(nèi)莫霍面深度等值線近EW向，莫霍面深度變化范圍為38～45km.

（2）蒙古高原亞區(qū)（Ⅱ2）：主體為蒙古高原，莫霍面深度等值線變化平緩.莫霍面深度變化為45～50km，最深處位于埃恩赫塔伊萬(wàn)山，為50km.

（3）中國(guó)西北亞區(qū)（Ⅱ3）：在蒙古高原亞區(qū)以南，主體為塔里木盆地，莫霍面深度等值線近EW向.莫霍面深度變化為45～50km，區(qū)內(nèi)兩個(gè)莫霍面深度低值圈閉分別為塔里木盆地和吐魯番盆地，均為46km.

（4）貝加爾湖—蒙古東部亞區(qū)（Ⅱ4）：位于蒙古高原亞區(qū)以東，莫霍面深度等值線呈SN向，與大興安嶺—太行山—武陵山梯級(jí)帶方向基本一致，區(qū)內(nèi)莫霍面從西到東逐漸抬升，深度變化為38～45km.

（5）鄂爾多斯盆地亞區(qū)（Ⅱ5）：北以陰山，南以秦嶺—大別山為界，由鄂爾多斯盆地和汾渭裂谷系構(gòu)成，近NS向.莫霍面深度變化為38～46km.

（6）四川盆地及周邊亞區(qū)（Ⅱ6）：北以秦嶺—大別山，南以中南半島東緣梯級(jí)帶為界，由四川盆地和華南塊體西部構(gòu)成，莫霍面深度變化為38～47km.從莫霍面深度等值線形態(tài)可以看出，青藏受印度板塊碰撞擠壓后向東溢出，遇到硬度較大的四川盆地基底受阻而變?yōu)闁|南向溢出形成云貴高原.

（7）中南半島北部亞區(qū)（Ⅱ7）：以賀蘭山—龍門山—貝加爾—色楞格梯級(jí)帶、中南半島西南梯級(jí)帶和中南半島東緣梯級(jí)帶為界，構(gòu)成以中南半島為主體，主要包括東南亞一系列國(guó)家.其莫霍面深度變化為37～47km.

（8）恒河平原—印度半島正常地殼亞區(qū)（Ⅱ8）：位于喜馬拉雅造山帶以南，即恒河平原與印度半島地區(qū)，莫霍面深度變化為30～45km.

（Ⅲ）減薄型地殼區(qū)

減薄型地殼分區(qū)以地殼減薄為特征，東西以日本?！獤|?！獤|南沿海梯級(jí)帶和大興安嶺—太行山—武陵山梯級(jí)帶為界，進(jìn)一步可劃分為5個(gè)亞區(qū).

（1）東北—鄂霍次克海亞區(qū)（Ⅲ1）：南以燕山為界，即東北塊體.莫霍面深度變化為32～38km，整體變化平緩.區(qū)內(nèi)莫霍面深度等值線低值圈閉對(duì)應(yīng)著松遼盆地，其西側(cè)等值線呈NNE向，北側(cè)近EW向，莫霍面深度為32km.

（2）華北—朝鮮半島亞區(qū)（Ⅲ2）：主體由華北塊體、朝鮮半島組成.莫霍面深度變化為30～38km.其中渤中地區(qū)莫霍面略有隆起.

（3）華南及沿海亞區(qū)（Ⅲ3）：由華南塊體和東海陸架和南海北部陸架構(gòu)成.莫霍面深度等值線走向NNE，深度變化為25～38km.

（4）中南半島南部亞區(qū)（Ⅲ4）：區(qū)內(nèi)包括安達(dá)曼海、馬來(lái)西亞、印尼部分地區(qū)，莫霍面深度為23～35km.西部安達(dá)曼海莫霍面深度等值線呈近SN向長(zhǎng)軸橢圓狀隆升，莫霍面深度變化從約30km隆升至23km.

（5）加里曼丹及周邊亞區(qū)（Ⅲ5）：屬過渡型地殼區(qū)，由南海南部的加里曼丹島及周邊海域構(gòu)成，莫霍面深度變化為25～28km.

（Ⅳ）溝弧盆體系地殼異常區(qū)

（1）東海溝弧盆亞區(qū)（Ⅳ1）：屬過渡型及大洋型地殼區(qū)，由日本海塊體與沖繩海槽組成，琉球海溝由菲律賓海板塊NW向俯沖歐亞大陸而形成，區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)劇烈.莫霍面深度等值線呈NNE向，深度變化為16～30km.區(qū)內(nèi)日本海、沖繩海槽有洋殼分布，其中沖繩海槽莫霍面深度最小約為16km.

（2）呂宋—棉蘭老島亞區(qū)（Ⅳ2）：由呂宋島、棉蘭老島等一系列群島組成，形成特有的溝－?。梵w系地殼異常區(qū)，夾于兩條俯沖帶之間，地震活動(dòng)劇烈.莫霍面深度為20～26km.

（3）安達(dá)曼群島—尼亞斯島亞區(qū)（Ⅳ3）：由科科群島、安達(dá)曼群島、尼科巴群島、尼亞斯島等一系列群島組成，形成SN向，狹長(zhǎng)狀的溝－弧－盆體系地殼異常區(qū)，沿俯沖帶分布，地震活動(dòng)劇烈.莫霍面深度為15～25km.

（Ⅴ）過渡型地殼區(qū)

南海周邊過渡型地殼亞區(qū)（Ⅴ1）：該區(qū)包含南海海盆、蘇祿海盆與蘇拉威西海盆周邊地殼陡變帶地區(qū)，該區(qū)莫霍面深度等值線走向均是沿海盆呈閉合狀，深度范圍在15～25km之間變化.

（Ⅵ）大洋型地殼區(qū)

該區(qū)主要位于南海、菲律賓海、印度洋等海域，莫霍面深度變化相對(duì)陡變帶地區(qū)較為平緩，屬于大洋型地殼，可進(jìn)一步分為5個(gè)亞區(qū).除這5個(gè)較大區(qū)域的洋殼亞區(qū)外，在日本海、沖繩海槽、望加錫海峽、安達(dá)曼海也有洋殼分布.

（1）南海海盆洋殼亞區(qū)（Ⅵ1）：該地區(qū)莫霍面深度特征是，在中央海盆呈近SN向展布，西南次海盆則呈NE向，西北次海盆呈NEE向.海盆區(qū)受海底擴(kuò)張方向的影響，莫霍面深度等值線走向也相應(yīng)改變.區(qū)內(nèi)莫霍面深度范圍在8～15km之間變化.總體上海盆區(qū)莫霍面深度淺，海山區(qū)莫霍面相對(duì)較深，如黃巖海山、憲南海山、珍貝海山、中南海山、龍北海山和龍南海山等形成的高值圈閉，這些海山區(qū)的莫霍面基本上比周邊海盆深約2km.

（2）蘇祿海洋殼亞區(qū)（Ⅵ2）：莫霍面深度等值線走向?yàn)镹E向，深度范圍為10～15km，形態(tài)呈閉合狀.

（3）蘇拉威西海盆洋殼亞區(qū)（Ⅵ3）：莫霍面深度為8～15km，形態(tài)呈閉合狀，其西南側(cè)的望加錫海峽也有洋殼分布.深源地震密集分布于該區(qū)東部，最大震源深度達(dá)650km.

（4）菲律賓海洋殼亞區(qū)（Ⅵ4）：莫霍面深度等值線走向基本沿俯沖帶方向，深度范圍為7～20km.

（5）印度洋北部洋殼亞區(qū)（Ⅵ5）：該區(qū)莫霍面深度變化相對(duì)平緩，中央90°SN向隆起帶將該區(qū)分為兩部分.西部莫霍面深度變化較緩，在13～25km之間變化；而東部莫霍面深度變化相對(duì)較陡，近SN走向，莫霍面深度范圍11～17km.

6 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

本次編圖涉及多個(gè)海域，有些海域（如南海）海底地形變化大，起伏劇烈.傳統(tǒng)布格改正與海底地形呈負(fù)相關(guān)，海底地形的影響很大，為了得到精確的布格重力異常，并解決海陸拼接的問題，本次編圖采用對(duì)空間重力異常進(jìn)行完全布格改正的方法，消除了海底地形的影響.格萊尼重力異常消除了全球地形質(zhì)量的影響和166.7km以外補(bǔ)償質(zhì)量的影響，可以認(rèn)為它是166.7km以內(nèi)的深部和淺部異常地質(zhì)體的重力效應(yīng)，為了更好地反演莫霍面起伏，本次編圖對(duì)編圖范圍內(nèi)進(jìn)行了格萊尼校正，得到了格萊尼重力異常，使反演結(jié)果更加準(zhǔn)確，也使編圖工作更加規(guī)范.

從莫霍面深度圖可以得知中國(guó)海陸及鄰區(qū)莫霍面深度的總體特征呈現(xiàn)“東西分帶，南北分塊”的特點(diǎn).在中國(guó)東部地區(qū)，莫霍面深度從西向東的變化幅度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于從北向南（不包括海區(qū)）的變化幅度.在整體宏觀構(gòu)造格架上，劉光鼎（2007）提出的“三橫兩豎”中國(guó)大地構(gòu)造宏觀構(gòu)造格架理論，不僅適用于中國(guó)大陸內(nèi)部，也適用于整個(gè)東亞地區(qū).從本次編繪的莫霍面深度圖來(lái)看，“兩豎”（大興安嶺—太行山—武陵山梯級(jí)帶和賀蘭山—龍門山梯級(jí)帶）有清晰的表現(xiàn)，表明它們是深部構(gòu)造的地球物理場(chǎng)響應(yīng).此外，中國(guó)海陸及鄰區(qū)莫霍面深度圖中太平洋第一島鏈梯級(jí)帶，同樣也是明顯的地殼厚度變化帶，揭示出了兩側(cè)地殼性質(zhì)的改變.

從本文得到的莫霍面深度圖可以發(fā)現(xiàn)，大興安嶺－太行山－武陵山莫霍面深度梯級(jí)帶向北經(jīng)呼倫貝爾延伸進(jìn)入了蒙古國(guó)和俄羅斯，但梯級(jí)帶越向北越寬緩；而梯級(jí)帶向南進(jìn)入中南塊體后，顯然被后期印度板塊向歐亞板塊俯沖所引發(fā)的地殼結(jié)構(gòu)變形蹤跡所阻斷扭曲，梯度帶的方向發(fā)生了明顯的變化，應(yīng)是多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加效應(yīng)的反映.賀蘭山－龍門山莫霍面深度梯度帶向北進(jìn)入蒙古國(guó)后方向就發(fā)生了改變，推斷是受到了興蒙塊體的影響；向南則基本未延伸出中國(guó)大陸境外，同樣與印度板塊向北的俯沖碰撞有密切的關(guān)系.以上分析表明，莫霍面深度圖中反映的信息，應(yīng)是歐亞、印度和太平洋三大板塊相互作用下深部構(gòu)造的反映，更多的是三大板塊作用加上板塊內(nèi)部各塊體間相互作用的綜合表現(xiàn).

從莫霍面深度圖中可見，雅魯藏布江處的莫霍面深度要大于喜馬拉雅山處，但根據(jù)前人研究結(jié)果（李廷棟，2010），雅魯藏布江處的巖石圈厚度卻明顯薄于喜馬拉雅山處，形成較大的反差.由此可以推斷出，由南向北發(fā)生俯沖的板塊前緣為大洋型巖石圈性質(zhì)，地質(zhì)歷史上應(yīng)屬于特提斯的一部分.這與劉光鼎（1992）所指出的“中生代時(shí)，中國(guó)大陸東西兩側(cè)受一系列SN向的轉(zhuǎn)換斷層和EW向延展的、連接特提斯海—印度洋與太平洋的洋脊體系相互作用，形成目前表現(xiàn)為U字形的特提斯構(gòu)造格局”的認(rèn)識(shí)是一致的.由于SN向的持續(xù)擠壓作用，在中國(guó)西南部形成大規(guī)模特提斯－喜馬拉雅構(gòu)造帶，也就是劉光鼎（1992）提出的三條西部鋒線.這三條西部鋒線的形成過程中，在SN向的擠壓應(yīng)力作用下，伴有EW向的拉張作用，因而形成深達(dá)殼幔邊界的SN向“縱谷”.這些縱谷在莫霍面深度圖上表現(xiàn)得很清晰，進(jìn)而也證實(shí)了青藏高原的地殼增厚是在板塊俯沖過程中，特提斯不斷關(guān)閉、拉開過程的產(chǎn)物.

從大陸地區(qū)向海區(qū)，莫霍面深度也反映了地殼性質(zhì)的轉(zhuǎn)變.但同為洋殼的情況下，圖8中南海中央海盆處的莫霍面起伏形態(tài)及埋深情況與蘇祿海的情況仍有所不同，推其原因應(yīng)是拉張機(jī)制與拉張速率存在著差異的反映.

本次編圖涉及到西太平洋俯沖帶和印度洋俯沖帶，存在著不同板塊在不同方向的俯沖、對(duì)沖等復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象，在這樣的地區(qū)莫霍面不僅起伏劇烈，而且構(gòu)造復(fù)雜.如圖幅內(nèi)西太平洋俯沖帶東側(cè)俯沖方向由最北端（日本南部）的NW向南逐漸變?yōu)榉坡少e島的SWW向，至馬來(lái)西亞北部沙巴地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)镹WW向，俯沖帶寬度和深度都急劇增加，俯沖深度可達(dá)700km；西側(cè)俯沖帶俯沖方向由中國(guó)臺(tái)灣島北部的E向轉(zhuǎn)為呂宋島南部的NEE向，至巴拉望地區(qū)又轉(zhuǎn)為E向，在馬來(lái)西亞北部沙巴地區(qū)表現(xiàn)為SEE向.對(duì)這個(gè)地區(qū)截取的震中分布剖面甚至可觀察到俯沖帶對(duì)沖現(xiàn)象1）郝天珧等，2013.中國(guó)海陸1∶500萬(wàn)莫霍面深度圖驗(yàn)收?qǐng)?bào)告.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所..西太平洋俯沖帶反映了菲律賓海板塊沿琉球海溝對(duì)歐亞板塊的俯沖，同時(shí)伴隨著15Ma以來(lái)南海洋殼向東的俯沖消亡.印度洋俯沖帶大致沿爪哇海溝向北延伸，俯沖方向大體上為E向，在11°N—13°N附近出現(xiàn)東側(cè)俯沖帶，俯沖方向向西，反映了印度—澳大利亞板塊沿印度洋東北緣的爪哇海溝向蘇門答臘、爪哇等島嶼之下的俯沖.因此，洋陸相互作用和洋－洋的相互作用是一個(gè)復(fù)雜的過程，而俯沖帶處莫霍面深度的計(jì)算與描述是未來(lái)地球物理研究面臨的重要挑戰(zhàn)之一，也是“俯沖工廠”研究的重要組成部分.

圖8 南海沿剖面II′的重力異常特征與莫霍面深度分布（據(jù)秦靜欣等，2011，有修改，剖面位置見圖4b）Fig.8 Characteristics of gravity anomalies and distribution of the Moho depths along the profile II′in the South China Sea（after Qin et al.，2011，Location of the profile is shown in Fig.4b）

致謝 本文得益于劉光鼎院士的學(xué)術(shù)思想和所提出的“一、二、三、多”的編圖方法論，在此表示衷心感謝！中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所張訓(xùn)華研究員、溫珍河研究員、楊金玉研究員、韓波副研究員、郭興偉副研究員，王忠蕾助理研究員，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心張明華教授、喬計(jì)花高級(jí)工程師，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局航空物探遙感中心周堅(jiān)鑫教授、尹航高級(jí)工程師以及中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所的黃忠賢研究員等都對(duì)本文給予了大量的幫助.此外，同濟(jì)大學(xué)王家林教授，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所的郭振軒研究員、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局的陳邦彥教授、新疆石油學(xué)院李良辰教授等，在本文形成與編圖過程中提出大量的寶貴意見和提供了十分珍貴的數(shù)據(jù)資料，在此一并致謝！

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