日本岛弧的滚卷趋势与亚洲大陆边缘的蠕散

亚洲东部与东南部边缘海沟-岛弧-弧后盆地系统是以大陆型地壳向大洋型地壳转化为主要趋势的一类过渡型地壳区。这一转化过程是由于大陆岩石圈向大洋岩石圈的仰冲及蠕散运动完成的。大洋岩石圈向大陆岩石圈下面的俯冲晚于大陆向大洋的仰冲,这种俯冲对沟弧盆系的最后定型起辅助作用。日本岛弧的滚卷是大陆岩石圈仰冲的一种特殊形式。     

深海盆地矿产资源知多少

<正>在波涛汹涌的海面之下,有着和陆地一样的地形地貌单元。海底地形地貌可以分为大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊等3类,而每类又可以分为次一级的地形单元。深海盆地是大洋盆地内的次级地形单元,是由海岭等高地形分割而     

寻找大陆俯冲板片的遗迹

６０年代末期总结大洋地质地球物理观测结果而出现的岩石层板块大地构造学说，继承了大陆漂移、海底扩张的活动论内涵，引起２０世纪地球科学的一场革命．但板块构造学说并不能令人满意地阐释复杂的大陆地质现象，更未曾阐明大陆的形成和演化过程．大陆是怎样形成的，又是怎样演化的？这些一直是近年地球科学探讨的热门话题．而特提斯海的启闭关系到中生代中国大陆的形成演化与挤压改造，具有重要意义． Ｒｕｄｎｉｃｋ等人［１］的研究认为，底侵作用可能是大陆地壳增生和地幔演化的重要机制．Ｄａｖｉｅｓ等人［２］提出岩石层拆离模型，…     

从板块构造观点论地槽

虽然地槽学说已有一百多年的历史,但它的概念则不断有所发展。近二十年来对它的认识,更有分歧。现总结地槽概念的演变,结合板块构造理论,提出有关地槽的一些基本特征,以供商榷。1.地槽一般位于大陆边缘,不是一个向斜状槽谷,而是由大陆向海洋的斜坡。2.大陆隆起部分,长期受到剥蚀,叫作地盾,大陆架上浅海或陆相盆地,有不太厚的稳定性沉积,称为地台。靠近大陆的海域,基底是大陆壳为冒地槽。离大陆较远部分,基底是大洋壳、有火山活动,为优地槽。3.虽然地壳的升降运动对地层沉积起一定的作用,但沉积基本上是由大陆向海洋方向逐渐推进的。4.大陆边缘海域常有岛屿和微型陆块。在其上或其边缘也可以生成地台或地槽型沉积。5.地槽沉积带常是靠近大陆部位先褶皱,以至俯冲或逆冲。新的地槽又在褶皱带的边缘海域生成,此即所谓地槽的向洋迁移。6.大陆内部拗陷或断陷带,可以形成大陆内部地槽,一般规模较小,只生成冒地槽,而不是优地糟。     

岩石圈中部不连续面的成因及其动力学意义

地球物理和岩石地球化学研究揭示岩石圈地幔在物性和化学组成上极为不均一,保存了地球演化的大量记录.近20年来的地震学探测结果,指示大陆岩石圈中部广泛存在速度不连续面,大多表现为速度明显降低的梯度带,与各向异性和地幔浅部的高导层有较好的一致性,主要分布在60～120 km深度.但是,其成因目前尚未形成共识.在经典板块构造的框架内,基于已有的对岩石圈和岩石圈-软流圈边界的认识,我们追溯了岩石圈中部不连续面的地球物理探测历程及其主要结果,给出了地震学定义的岩石圈中部不连续面的矿物岩石学解释和大地电磁资料提供的电性约束信息.在梳理目前的主要解释模型后,重点介绍了岩石圈中部不连续面是"冻结的"大洋岩石圈-软流圈边界的观点,并进一步拓展为一种工作模型—动态演化的LAB模型,依此讨论了这一解释模型潜在的重要动力学意义.我们认为,对岩石圈中部不连续面开展多学科的综合研究,有可能为突破经典板块构造假说提供新的机会,中亚显生宙增生型岩石圈和华北板块岩石圈是研究这一问题极好的天然实验室.     

没有海岸的海——马尾藻海

<正>海大多是大洋的边缘部分,都与大陆或其他陆地毗连。然而,北大西洋中部的马尾藻海(也叫萨加索,葡萄牙语"葡萄果"的意思)却是一个"洋中之海",它的西边与北美大陆隔着宽阔的海域,其他三面都是广阔的洋面。所以它是世界上唯一没有海岸的海,因此也没有明确的海区划分界线。马尾藻海的位置大致     

苏门答腊附近大气准双周振荡的可能维持机制

海洋大陆上空常年有对流存在, 特别是苏门答腊地区, 由于地形对气流的阻挡, 形成很强的对流中心[1]. 很多学者指出, 亚洲季风区对流首先在中南半岛上空活跃是冬季位于苏门答腊的热带对流沿大陆桥移动的结果[2~5], 强调了苏门答腊地区的对流活动在亚洲夏季风建立中的重要性. 自从在热带地区发现低频振荡[6]后, 研究表明热带大气低频活动有准双周QBWO (Quasi-Biweekly Oscillation)和准40 d MJO (Madden-Julian Oscillation)两个主要频带, 其中 QBWO在夏季风的建立过程中起到了主要作用[7~11]. 但目前对QBWO的认识并不如MJO那样深入, 特别是对其维持机制的认识. 本文利用气候平均(1980~ 2001年)TBB和NCEP/NCAR逐日再分析资料, 分析了季节转换时期(3~5月)苏门答腊附近对流QBWO及与热带印度洋低层环流的关系, 并对QBWO的可能维持机制进行讨论. .........     

区域气候模式(RegCM3)中积云对流参数化方案在纵向岭谷区的适用性研究

为了检验RegCM3中积云对流参数化方案在纵向岭谷地区5月和夏季降水模拟能力,选取不同积云对流参数化方案,运用区域气候模式模拟了纵向岭谷地区1982~2001年共20年5月份和夏季的降水,并对模拟降水场与实测降水场的关系进行了定量的对比分析.结果表明,从RegCM3对纵向岭谷区20年模拟的总降水量来看,Fritsch-Chappell对流参数化方案对纵向岭谷区5月降水的模拟能力最好,Anthes-Kuo积云对流参数化方案次之;Anthes-Kuo积云对流参数化方案对纵向岭谷夏季降水的模拟能力最好,Fritsch-Chappell积云对流参数化方案次之,但模拟获得的总降水量比实际值稍微偏小.对纵向岭谷地区5月和夏季降水年际变化的模拟结果与对纵向岭谷区20年总降水量的模拟结果相一致.Anthes-Kuo和Fritsch-Chappell积云对流参数化方案比较适合描写纵向岭谷区5月和夏季的模拟积云对流物理过程.     

探索大洋碳储库的演变周期

南沙深海钻孔ODP1143井的5 Ma沉积记录, 揭示出碳同位素变化有0.4~0.5 Ma长周期, 并通过对比证明为全大洋所共有, 反映了大洋碳储库的低频变化. 此类周期性也见于碳酸盐和热带风尘沉积, 说明是由季风等低纬区过程所引起. 无论1143井或其他大洋的第四纪记录, 都表明碳同位素重值期(δ¹³C_max)所反映的大洋碳储库改组, 发生在冰盖大扩张和冰期旋回变型(如“中更新世革命”、“中布容事件”)之前, 证明了碳循环对于冰期变化的调控作用. 可见第四纪冰期旋回应当是高纬与低纬过程, 物理作用(冰盖)和生物地球化学作用(碳循环)相互结合下“双重驱动”的产物, 不能只靠北半球高纬区响应轨道驱动的物理因素来解释. 由于当前地球正处在又一次碳同位素重值期, 理解大洋碳储库的周期演变及其气候影响实属当务之急. 文中还对第四纪以前大洋碳、氧同位素的变化进行比较, 发现在0.4 Ma偏心率长周期上两者同步变化, 随着北极冰盖的发育才失去耦合关系.     

牛顿流体小尺度地幔对流对海底地形与热流的影响

海底地形与热流观测值和岩石圈年龄的关系在小年龄段可用半无限空间冷却模型精确描述, 但在大年龄段存在显著差异. Parsons和McKenzie在20世纪70年代的研究中首次将该差异归因于岩石圈下小尺度地幔对流. 随后科学家们对小尺度地幔对流问题进行了大量研究, 但结果并不一致. 本文根据建立的垂直于大洋中脊的二维热对流有限元数值模型对小尺度地幔对流对海底地形与热流的影响进行了详细研究. 该模型的主要特点是采用开放边界条件, 从而可以避免原有封闭模型因回流问题而产生的复杂效应. 数据结果显示: 对黏性与温度相关的牛顿流体, 小尺度地幔对流可造成海底表面热流的增加, 但对海底地形影响很小. 这主要是由于小尺度对流会造成两种效应: 将地幔内部热量传到岩石圈底部并加热岩石圈从而使表面热流增加; 这一效应的必然结果就是第二效应——加速地幔冷却. 由于两种效应对海底地形的影响相反, 且效果相当, 所以小尺度地幔对流对地形几乎不产生影响.     

大洋钻探计划(ODP)的最新报道

本刊讯　据王品先院士4月7来电:大洋钻探计划(ＯＤＰ)184航次的研究人员在位于我国南海北部较低陆坡(1884°Ｎ,11657°Ｅ;水深约3300ｍ)的1148井位刚刚打完钻孔海底700ｍ深处的钻孔底部到达早渐新世,而且孔内岩芯都是深海沉积他们已获得我国南海32Ｍａ的历史记录据地球物理学家讲,我国南海深海盆地在32～16Ｍａ前是由于海底扩张而形成的1148Ａ井位的沉积序列涉及了全部时间段,肯定已记录了海底扩张的过程的确,研究人员已获得渐新世剖面的很高沉积速率在中新世,大陆侵蚀引起相当长一段时间物源减少,沉积速率从2～3Ｍａ前再次升高在渐新世中新…     

南海北部大陆边缘深部地热特征

分析南海北部大陆边缘实测大地热流值，表明：该区热流背景高，但地壳热流在地表热流中所占比例不超过３５％，沿北部陆缘向南部中央海盆方向，大地热流逐渐升高，而地壳热流在大地热流中所占比例却逐渐衰减，研究认识，该区地表高热流背景与软流圈热物质上涌产生的高热异常有关。     

地球起源以及大陆的生长与破坏

早期的地球是45亿年前从太阳系星云中的较重元素所组成的星子非均匀吸积、增生而成的。陨击作用造成地表岩石撞碎,诱发地幔的超临界流体或岩浆上涌,造成剧烈的火山爆发,并使地幔上部硅酸盐中的气体挥发分在固体地球表面聚集,逐渐演化成水圈、大气圈。洋壳主要是由深部铁镁硅酸盐岩大面积喷出地表所形成的拉斑玄武岩所组成,可能是陨击作用所派生的片麻岩穹窿则造成了原始大陆地壳的核心。岩石圈板块在18~16亿年前开始形成。大洋与大陆板块间俯冲作用和陆陆板块间碰撞作用的应变速率都是极低的,它们可以造成岩石的局部破裂,但是韧性变形作用、变质作用,以及岩浆与超临界流体的贯入与冷凝却使岩石愈合,非但没有使大陆被破坏与撞碎,反而使大陆不断地增生。亚洲大陆板块就是从18亿年前或16亿年前到现代,由27个较大的古地块及上百个小地块,经过14次板块间的俯冲或碰撞而汇聚成的。至于大陆的破坏,则可能是地幔羽的隆升或巨大陨石撞击所诱发的。     

未来物种对北极的入侵

当前气候变暖的趋势正对世界各地动植物的生活造成严重后果.温带和热带物种在极地地区不断扩张,而低温物种则在纬度上不断后退收缩,而更为引人关注的大洋间的入侵将跟着在北极发生.     

地球内部物质的运动与动力

地球物理学研究的主体内涵是地球内部物理学,而地球内部物理学研究的核心则是地球内部结构、物质的运动和力源及其响应.在研究和探索地球内部物质与能量交换的深层过程与力源机制的基础上提出:(1)地球内部各圈层结构和物质组成是研究物质运动、介质属性、结构和深层过程的基础;(2)大陆漂移、海底扩张和板块运动是地球内部岩石圈物质飘曳在软流圈上运动极为重要的地球科学事件,大陆溢流玄武岩的喷发和地幔热柱的上升体现了水平力系与垂直力系并存和其耦合响应;(3)强烈地震的发生、火山喷发、青藏高原的整体抬升、第二深度空间金属矿产资源、油气能源形成与聚集是地球内部物质与能量交换的产物;(4)地球内部物质运动的驱动力源是其物质力学属性研究与探索的核心问题之一,但有关一系列的假说却难以解释发生在地球上的诸多事件,唯地幔对流说取得了较多的共识,由于尚缺乏可靠的精确实测论据,故乃为一假说;(5)地球内部放射性元素蜕变和核-幔热动力边界层及其产生的热能可能是驱动地球内部物质运动最可能的能源.地球内部是否可能还存在像天体运动研究中最近提出的"暗物质"和"暗能量"呢?为此尚必须深化认识地球本体.     

中国东部裂谷系地幔脱气的氦同位素证据

大气中发现的放射性成因(~40)Ar和(~4)He被认为是地球内部放射性元素(如铀、钍等)自然衰变的产物经地球脱气进入大气圈的.稀有气体同位素组成及其相对比值是地球脱气理论和地幔地球化学演化很重要的地球化学指标,据此提出了地球脱气的连续性模式和突变性模式.地球脱气在时间上有突变性,在地理位置或大地构造位置上具不均匀性.大陆裂谷、大洋中脊、火山岛孤是地球脱气通量最大的地带.地球裂谷带不仅有大量挥发分从地球深部向外逃逸,而且有大量地球深部岩浆和热向上逸出.本文根据三十多个氦同位素数据和其他地球化学、地质学资料来讨论中国东部大陆裂谷地幔的脱气.     

认知南极话科学

古人憧憬着遥远的南方，会是一个富庶的世外桃源。公元43年，古罗马地理学家伯波纽斯·麦拉（Pomponius Mella）在他的第一张世界地图中，勾画出想象中的南方大陆。1772年，英国詹姆士·库克船长首次环绕南极航行，拉开了人类南极大探险的序幕。然而，这片白色大陆荒寒横亘，始终将自己富有和真实面貌深藏于广袤无垠的冰雪之中。大洋汹涌，风暴无情，以及坚冰的阻隔，     

橄榄岩-熔体相互作用: 克拉通型岩石圈地幔能够被破坏之关键

对近年来华北克拉通不同时代地幔橄榄岩捕虏体和捕虏晶的研究结果进行了系统的归纳和总结, 旨在为华北克拉通破坏过程的进一步研究提供新的思路. Re-Os同位素研究结果证明华北岩石圈减薄前岩石圈地幔的确形成于太古代. 这种密度低、难熔程度高的古老岩石圈地幔能够被破坏和减薄的关键是由橄榄岩与多来源熔体的相互作用造成岩石圈地幔的组成和物理性质的改变引起的. 华北克拉通周边板块的俯冲-碰撞作用不仅提供了克拉通破坏的动力来源, 而且俯冲下去的大陆壳或大洋壳物质熔融还为岩石圈地幔组成的改变提供了源源不断的熔体. 120 Ma左右的区域性热异常的存在导致已经被改造的岩石圈地幔熔融, 此时或随后岩石圈的伸展作用以及软流圈上涌进一步加剧了地幔的熔融和岩石圈的减薄. 因此, 华北岩石圈的破坏和减薄是橄榄岩-熔体相互作用(加挥发分)、区域热异常的升高(增温)和岩石圈伸展(减压)联合作用的结果. 这一复杂的地质过程最终形成了华北中生代、新生代高度化学不均一的“混合”岩石圈地幔, 并导致了不同地区不同时代地幔橄榄岩捕虏体组成的巨大差异.     

西藏那曲蛇绿岩地幔源区的碳质球粒陨石型Os同位素特征及其意义

尖晶石具有高Os低Re含量的特性,能够抵抗变质、蚀变和风化作用对其Os同位素组成的影响,其Os同位素组成的测量值可以代表形成时的初始Os同位素组成.本文尝试用同一堆晶序列纯橄岩中尖晶石Os同位素组成和辉长岩中锆石年龄来反演地幔源区的Os同位素组成,为认识大洋岩石圈的形成和演化提供重要证据.西藏那曲蛇绿岩是新特提斯蛇绿岩的一部分,位于班公湖-怒江缝合带中段,形成于成熟的弧后盆地,其中发育同一堆晶序列的纯橄岩和辉长岩.辉长岩中锆石U-Pb年龄为183.7±1Ma.纯橄岩的全岩和分选出的尖晶石的Os同位素组成非常一致,排除了后期混染作用的影响,可以代表对流上地幔Os同位素组成.与碳质球粒陨石对比,尖晶石的?Os为?0.2～?0.3,表明那曲蛇绿岩的地幔源区为碳质球粒陨石型对流上地幔.因此,青藏高原大陆岩石圈主体属于残留的特提斯大洋岩石圈,是由中生代软流圈地幔顶部转化形成.这是首次运用能准确定年的堆晶岩中尖晶石Re-Os同位素组成来反演蛇绿岩地幔源区性质的研究实例.     

未来地球将失去“脸皮”?

正地壳是地球固体地表构造的最外圈层,整个地壳平均厚度约17千米,大陆地壳的平均厚度为35千米左右。高山、高原地区地壳更厚,最高厚达70千米以上;平原、盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄,厚度只有几千米。而太平洋马里亚纳群岛的海沟,是地球上地壳最薄的地方。英国布里斯托尔大学的一个研究小组在收集