中国东北部的松辽地块位于多重构造体制影响的叠合部位，其形成与演化受到古亚洲洋闭合、蒙古-鄂霍茨克洋闭合以及古太平洋板块俯冲的影响（见图1a）。深地震反射揭示松辽地块下方存在倾斜的地幔反射体，推测为不同构造体制在松辽地块深部相互叠合、相向俯冲挤压与后期强烈伸展的结果（Fu et al.，2019）。由此可见，尽管有后期构造域的叠加与改造，仍然可以在岩石圈结构中观测到先存构造体制的残留痕迹。然而，松辽地块目前的岩石圈结构与构造体制之间的关系尚未明确，关键问题之一在于对松辽地块下方的岩石圈结构认识不清。
图1 研究区域构造背景及大地电磁测深剖面位置
针对以上问题，吉林大学地球探测科学与技术学院韩江涛教授课题组的王天琪博士开展了大地电磁测深研究（图1b），通过建立松辽盆地北部三维壳幔电性结构模型，揭示了松辽盆地北部存在一个非均质岩石圈，其中包含多个低电阻率异常（~10 Ω·m），并讨论了上地壳（<10 km）、中下地壳（15–35 km）和上地幔（>45 km）的电性特征的构造意义。
1. 上地壳中电阻率异常多呈NE、NW向分布，交叉部位出现正交的低电阻率异常。电性结构与地表地质特征存在很好的对应性，确定的低电阻率异常位于已知正交网状断层系统的边界处以及裂谷盆地下方；
2. 高导异常成因为温度控制部分熔融的结果，结合研究区岩石学和地震剪切波速研究，计算出熔体比例约为5%。与深反射地震剖面的对比发现，这些特征分布在断离的莫霍面附近，指示了岩浆和岩浆流体穿过莫霍面而上升；
3. 邻近中央坳陷区和北部倾没区（林甸断陷下方）交界处，上地幔深部高导异常被解释为松辽地块中心附近的软流圈上升流，代表了松辽盆地岩石圈最薄的位置；
4. 基于三维电阻率结构，在综合构造地质及其他地球物理特征的基础上，就岩石圈现今的构造形态提出了可能的解释：由于古亚洲洋闭合、蒙古-鄂霍茨克洋与古太平洋之间的双向汇聚导致松辽地块与周围块体发生碰撞、汇聚和缝合，这些过程在松辽地块边缘的岩石圈中产生了构造薄弱带，这为后来流体和熔体的向上运移提供了结构基础。而流体和熔体则是由古太平洋体系俯冲作用下含水的上升流引起的。因此，尽管直接影响松辽地块下方岩石圈结构现状的是古太平洋构造体制，但也与该地区复杂的构造历史以及叠加的构造体系密切相关。
图2 三维反演结果的水平切片
上述成果与讨论基于现今地球物理电性结构模型，结合已有的地质资料，尝试从时间尺度就松辽地块如何受三大构造体制影响的问题进行了讨论分析（图4）。相关研究对于东北地区壳幔结构研究、构造体制的改造效应等科学问题具有重要的参考价值。
图3 基于地电模型解译的松辽地块在构造体制叠加作用下的形成与演化示意图 (a) 古亚洲洋主导时期 （改自Li et al.， 2017）; (b) 蒙古-鄂霍茨克洋与古太平洋主导时期; (c) 现今。红线是断层带;深绿色层为沉积盆地; 上升的红色气泡为热熔物和流体。注意，卡通不按比例缩放
这项工作得到了国家自然科学基金（41504076）、国家重点研发计划（2017YFC0601305）、中央高校基本科研业务费专项资金（批准号JLUXKJC2021ZZ11）、吉林省地质勘查基金（批准号2018-19）、中国地质调查局（DD20190010）和国家留学基金委（202006170191）的共同资助。研究成果在线发表在国际权威地学期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth上，论文信息如下：
Wang, T. Q. (王天琪), Ma, G. Q. (马国庆), Comeau, M. J., Becken, M., Zhou, Z. K. (周子琨), Liu, W. Y. (刘文玉), Kang, J. Q. (康建强), and Han, J. T*. (韩江涛, 通讯作者), 2022. Evidence for the superposition of tectonic systems in the northern Songliao Block, NE China, revealed by a 3-D electrical resistivity model. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 127, e2021JB022827. 全文链接：https://doi.org/10.1029/2021JB0228
