本节将给出中国大陆及其邻近海域岩石圈厚度和岩石圈地幔厚度及速度结构。随着新研究资料的不断增加和解释水平的不断提高，本项研究在以前的研究工作基础上（彭聪等，2000）有了很大的创新，地球物理与大地构造及成矿作用研究更密切地结合，使地球物理解释结果更趋合理。因本研究工作是地球物理和成矿系列研究的首次合作，为了便于对比，故以中国大陆主要成矿域为单元简述，给出成矿系列的深部地球物理背景。
（一）中国大陆及其邻近海域岩石圈厚度
中国大陆岩石圈大致可以分为数个主要单元，包括东北、华北、秦岭、扬子、华南、阿尔泰、准噶尔、天山、塔里木、青藏高原。它们彼此相互运动，其相互作用和变形作用主要发生在各板块的周边。根据对地震面波的分析，给出中国大陆及其邻近海域岩石圈等厚度图（图2-42）。该图显示出中国大陆及其邻近海域岩石圈厚度变化相当大。
以南北带为界，中国大陆岩石圈大致可划分为东西两个基本单元。中国西部具有厚的岩石圈，达到90～125 km。中国东部岩石圈又可以分为3个区域，包括东北、华北和华南，其岩石圈厚度分别为80～90，70和80～110 km。南北带为岩石圈厚度减薄带，仅为70 km。中国东部邻近海域岩石圈厚度比大陆薄，为50～60 km。
图2-36 中国大陆及邻近海域150 km 深度初剪切波速度分布图
S波单位：km/s
（二）中国大陆及其邻近海域岩石圈地幔厚度及速度结构
地壳下方的岩石圈地幔（图2-43）是岩石圈中最坚硬的部分，是地幔上方的地震高速带，平均密度为3.30 g/cm3，强度大黏度也大，因而也是岩石圈板块的主要应力导向带。岩石圈地幔厚度的变化可反映出构造的活动性及发展过程。在碰撞阶段，岩石圈汇聚加厚。加厚的岩石圈地幔（岩石圈根）呈向下的拉力，在地壳上层形成挤压应力。岩石圈根的特征是具有相对高的地震波速度、高密度和低的温度。年轻的火山岩区与岩石圈地幔减薄有关。但增厚的岩石圈根并不稳定，在碰撞后期会与上覆岩石圈分离，沉入地幔，使岩石圈减薄，并诱发壳/幔、岩石圈/软流圈物质相互作用。
岩石圈地幔具有较高的剪切波速度，在中国大陆及其邻近海域，一般在4.20～4.70 km/s之间变化。岩石圈地幔比下面的软流圈更为刚性，并且随着所涉及的应力大小以及随我们考虑的时间尺度和空间范围而改变。地震剪切波速度给我们提供了关于中国大陆岩石圈地幔的弹性，特别是它的厚度和刚性方面的特征。岩石圈地幔的厚度越薄或刚性越小因而越柔软，它经历的变形作用将会越强。
中国大陆岩石圈地幔和邻近海域岩石圈地幔具有明显的差别。邻近海域岩石圈地幔厚度20～30 km，波速为4.20～4.40 km/s。中国大陆内部岩石圈地幔厚度20～70 km，波速为4.20～4.70 km/s。两者之间的界线大致在琉球群岛一线。
图2-37 中国大陆及邻近海域200 km 深度剪切波速度分布图
S波单位：km/s
根据岩石圈地幔剪切波三维速度结构的整体性和速度差异，以南北带为界，中国大陆岩石圈地幔大致可划分为东西两个区域。中国西部包括特提斯成矿域和前寒武纪塔里木盆地叠加其上的古亚洲成矿域西部成矿省，属于高速厚幔区，波速为4.40～4.70 km/s，岩石圈地幔厚度为50～70 km。中国东部为滨西太平洋成矿域，古亚洲、前寒武纪和秦祁昆等成矿域的东部成矿省叠加其上。岩石圈地幔更为复杂，吉黑成矿省和兴安成矿省岩石圈地幔厚度为40～50 km；兴安成矿省波速较高，为4.30～4.70 km/s；吉黑成矿省波较速低，为4.20～4.40 km/s。华北地台北缘和华北准地台成矿省岩石圈地幔厚度较薄，为30～40 km，波速为4.20～4.50 km/s。秦祁昆等成矿域的东部成矿省岩石圈地幔厚度40～50 km，波速为4.30～4.40 km/s。上、下扬子成矿省岩石圈地幔厚度较大，为40～70 km；波速为4.30～4.60 km/s。华南和东南沿海成矿省岩石圈地幔厚度30～60 km，波速较高为4.30～4.70 km/s。南北带（东经102°附近）为低速薄幔带，厚度为20～40 km，波速为4.30～4.50 km/s。
（三）岩石圈研究不同资料的对比
人们常常利用天然地震（剪切波）研究岩石圈，用Sn确定上地幔低速层顶界面，认为是岩石圈的厚度；用人工地震P波研究岩石圈，用Pn确定上地幔低速层顶界面，确定岩石圈的厚度；用大地电磁测深研究岩石圈，认为上地幔高导层埋深是岩石圈的厚度。
表2-3 岩石圈研究不同资料对比表
续表
续表
中国地球物理场特征及深部地质与成矿
图2-38 中国大陆及邻近海域20 km 深度处纵波速度分布图
P波单位：km/s
我们将这3种资料进行对比列于表2-5。表中地壳厚度是地震P 波解释结果，岩石圈地幔厚度、天然地震解释的岩石圈厚度是彭聪于1996年根据剪切波编制的、地震P波解释的上地幔低速层顶界面根据袁学诚1996年的资料；大地电磁测深发现的上地幔高导层埋深出自李立1996年的论文。
在岩石圈减薄区，大地电磁得出的上地幔高导层埋深和地震P 波解释的上地幔低速层顶界面比较接近、一致性较好；在岩石圈增厚区，这两种资料得出的岩石圈厚度值有差异。大地电磁测深发现的上地幔高导层埋深和地震P波解释的上地幔低速层顶界面均大于天然地震（剪切波）解释的岩石圈厚度，它们相互之间的差异原因尚待探讨，也许它们反映的不是同一构造界面。天然地震解释的岩石圈厚度精度相对差一些。虽然这3种资料得出的岩石圈厚度结果不尽相同，但是岩石圈的相对厚度变化几乎是一致的，可以明显划分出岩石圈增厚区和岩石圈减薄区等不同构造单元型式。岩石圈缩短增厚、拉伸减薄变形在地壳和岩石圈下部并不是同步进行的，一般有4种型式：岩石圈增厚型式：①地壳和岩石圈下部两者都缩短增厚，属于厚地壳厚岩石圈地幔变形型式；②地壳不变形，而岩石圈下部缩短增厚，属于薄地壳厚岩石圈地幔变形型式。
岩石圈减薄型式有两种：①地壳和岩石圈下部两者都拉伸减薄，属于薄地壳薄岩石圈地幔变形型式；②地壳缩短增厚、岩石圈下部拉伸减薄，属于厚地壳薄岩石圈地幔变形型式。
图2-39 中国大陆及邻近海域50 km 深度处纵波速度分布图
P波单位：km/s
造山带中的岩石圈减薄区：造山带中的岩石圈减薄区是预测各种矿产的有利深部构造背景。贯穿中国南北的南北构造带（东经102°）和贯穿中国东西的祁连秦岭大别构造带，是岩石圈减薄带。南北构造带和秦岭大别构造带岩石圈变形特征为薄地壳薄岩石圈地幔型式，是深部地幔物质流通的通道，为形成幔源矿产的有利深部构造背景。
鲁西地区是岩石圈减薄区，薄地壳薄岩石圈地幔特征是山东金伯利岩上升到地壳浅部提供了有利深部构造条件，这种岩石是金刚石矿的母岩，据说是来自地幔深处的岩浆形成的。胶辽（山东）是岩石圈减薄区，薄地壳薄岩石圈地幔特征是山东的焦家金矿带的有利深部构造背景。山西是岩石圈减薄区，厚地壳薄岩石圈地幔特征为山西生产铜矿提供了地质条件。
造山带中的岩石圈增厚区：造山带中的岩石圈增厚区分为两种型式：一种是厚地壳厚岩石圈地幔特征，如大兴安岭、阿拉善、上扬子、江南地轴、天山、青藏高原、喜马拉雅、西昆仑和三江地区。另一种是薄地壳厚岩石圈地幔特征，如张广才岭、华南。
盆地岩石圈特征：中国东部区域松辽盆地和华北盆地是岩石圈减薄区，具有薄地壳薄岩石圈地幔特征。中国中部盆地和西部盆地都为岩石圈增厚区，又可以分为两种型式，一种为厚地壳厚岩石圈地幔型式，如鄂尔多斯和柴达木盆地；另一种为薄地壳厚岩石圈地幔型式，如四川盆地，准噶尔盆地和塔里木盆地。
图2-40 中国大陆及邻近海域100 km 深度处纵波速度分布图
P波单位：km/s