大地电磁数据揭示中国东北地区牡丹江缝合带俯冲极性及活化特征

佳木斯地块和松嫩地块位于中亚造山带最东端,两者的汇聚受控于二叠纪至侏罗纪期间牡丹江洋的俯冲及闭合作用.牡丹江缝合带后期又受到古太平洋板块和太平洋板块俯冲作用的直接影响,因此是研究古缝合带俯冲极性和后期改造作用的理想地区.本文对跨越牡丹江缝合带的160km长大地电磁剖面数据进行三维反演,建立了缝合带及邻区的电阻率模型.结果揭示了牡丹江洋的俯冲极性和俯冲痕迹,并提供了(古)太平洋板块俯冲作用导致牡丹江缝合带活化的地电学证据.缝合带表现为复杂的高导结构,位于松嫩地块-佳木斯地块碰撞带下方的地壳尺度西倾高导体,代表牡丹江洋闭合的古俯冲带,表征了牡丹江洋西向俯冲的极性.同时,由地表地质定义的牡丹江断裂不能完全代表牡丹江缝合带的深部结构,对于该缝合带的定义应扩展至横向延伸约70km的整个高导区域.俯冲前缘弧下的固体导电矿物由深部被抬升至上地壳,其下与地幔连通的“烟囱”状高导结构代表了幔源物质的上侵通道,表明牡丹江缝合带受古太平洋板块和太平洋板块的俯冲作用影响发生活化,导致通道内原本冷却、结晶的物质发生重熔.因此,(古)太平洋板块的俯冲作用破坏了中亚造山带东段古碰撞带的岩石圈结构,其下方大尺度地壳高导体表征了古缝合带的活化行为.