图3-5是利用重力场计算的研究区莫霍面深度图。图中显示,研究区莫霍面的起伏变化特征与区域重力场的分布颇为相似,莫霍面等深线总体呈北东向展布,并且形成了两条明显的北东向以及一条北西向的深度陡变带,即西部的大兴安岭北东向深度陡变带,中部的依兰-伊通北东向深度陡变带和鸡西经过通河到多宝山的北西向深度陡变带。其中依兰-伊通陡变带与鸡西-多宝山陡变带在通河附近相交,呈“X”形交叉分布,将研究区大兴安岭以东地区分割成互为对顶分布的两个地幔隆起区(简称幔隆区),构成了研究区莫霍面起伏变化的基本轮廓。
图3-5 研究区莫霍面深度平面图(据中国石油地质志,1993)
研究区莫霍面最浅部在明水—安达—长岭一线,莫霍面最浅深度小于29km,从这条连线向东西两侧,莫霍面下降的梯度有所不同。在西部,从大兴安岭的东坡向西,深度变化的梯度比较大,在100km宽的范围内,莫霍面深度增大7km,在大兴安岭山脉出现两个北东向宽阔的局部低值区,最大深度达46km以上,可称为幔坳区。东侧大致以依兰-伊通断裂为界,向东其莫霍面的深度平缓下降,其中东南位置有一个幔坳区,它包括两个深点,一个与张广才岭的位置对应,最大深度达38km;另一个与长白山位置对应,深度达42km。而东北侧存在一个幔隆区,它对应着佳木斯地块位置,最浅部位在三江盆地的绥滨坳陷,深度只有31km。中部即大兴安岭重力梯度带与依兰-伊通断裂之间的地区,包括一个幔隆区和一个幔坳区。幔坳区位于鸡西-多宝山连线的东北侧小兴安岭地区,在孙吴、伊春之间莫霍深度达到26km。而西南部的松辽盆地在大庆、哈尔滨、科尔沁左旗与大安之间形成幔隆区,如前所述,最浅可达29km。
综上所述,本区莫霍面的起伏与上覆构造密切相关,主要表现为:
(1)莫霍面的隆起区和坳陷区分别与中新生代沉积区和褶皱山区相对应,如松辽盆地、海拉尔盆地、三江盆地分别对应着上地幔隆起,而大兴安岭、小兴安岭、张广才岭、长白山则分别对应上地幔坳陷,甚至上地幔次级构造也对应着相应的地表地质分区,如松辽盆地的重要坳陷区对应着上地幔凸起。这说明深部构造和浅部构造的一致性和深部构造对浅部构造的制约性。
(2)莫霍面深度图以北东、北北东向线性构造最为清晰、完整,而东西向、南北向构造线表现为被北东向、北北东向等值线的局部改造、破坏,呈断续出现的特点,这与构造体系上表现的连续性较好的北东、北北东向构造和断续出现的南北向、东西向构造特征是一致的,这从深部构造和浅部构造发育的对应关系上说明了莫霍面对浅部构造的控制作用。
(3)莫霍面的起伏与现代地形之间具有密切的镜像关系,是地壳现代均衡的表现,但也不是处处都表现为这种镜像关系,如哈尔滨以东地区,说明这一地区的地壳处于一种重力的不均衡状态,可能是今后新构造运动的活跃地区。
(4)深大断裂与莫霍面变化带对应,如依兰-伊通断裂、敦化-密山断裂等,说明断裂构造的展布受莫霍面形变所制约。地壳厚度发生变化就会产生应力场,当岩石中应力超过其所能承受的最大强度时,相应的就产生断裂构造。地壳厚度变化大的地带,也是应力较集中的场所,这一地区产生的断裂多半是深断裂。