青藏高原地震与地幔热流上涌

中国地震局地球物理勘探中心的高级工程师张先、赵丽日前向有关媒体披露，青藏高原地震与小尺度地幔热流上涌活动有密切关系。青藏高原是我国地震活动频率最高、强度最大的地区。近期有关研究揭示，超临界地幔热流是一种特殊物质，作为强溶剂，它改变了周围固体介质的物理化学性质。地幔热流上涌的过程可能是一个降温降压体积急剧膨胀的过程，是一个巨大能量转换和释放的过程。这一过程能酿成地震。两位科学家同时发现，青藏高原地震的分布主要有两个特点：一是地震多分布在高原内部各块体之间的深断裂带上；二是地震多发生在居里温度面隆起…     

渤海盆地大地热流分布特征

分析了8口井的系统测温数据和142口井的试油测温数据，以及86块岩样的热导率测试结果，并对热异率进行孔隙率和温度校正。在些基础上，确定了渤海盆地的76个大地热流数据。结果表明：渤海盆地具有较高的大地热流背景，现今大地热流的平均值为65.8mW/m^2，这是由盆地构造发展史所决定的。由于中、新生代期间岩石圈多期伸展，地壳减薄，地幔传导热流较高，在深部形成高热异常。中国东部大多数中新生代拉张盆地都具有这一特征。     

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.     

一个残留的地幔楔: 来自华北早第三纪火山岩的证据

对华北早第三纪火山岩（由K－Ar年龄确定）进行了系统的主元素、微量元素和Sr,Nd,Pb同位素分析。这些资料显示,早第三纪火山岩主要是钙碱质,其次是碱质的,并且与晚第三纪和第四纪火山岩在地球化学上明显差异。特别是,华北南部的早第三纪火山岩来源于富集的岩石圈地幔（EMⅡ）,这一富集地幔可能是印支期扬子大陆向华北大陆俯冲形成的地幔楔的残留。     

准噶尔盆地大地热流

根据 １１７口钻井的测温数据和 １１９块岩石样品热导率测试结果,计算了新疆准噶尔盆地首批３５个大地热流数据．该盆地地温梯度变化于１１．６～２６．５０℃／ｋｍ,岩石热导率变化较大（０．１７～３．６Ｗ／ｍＫ）．热流值变化范围为 ２３．４～ ５３．７ ｍＷ／ｍ~２,平均值为（４２．３ ± ７．７） ｍＷ／ｍ~２．热流分布的格局表现为隆起区较高,坳陷区较低．控制热流高低及其分布的主要因素包括盆地的类型、基底的构造形态、沉积盖层及其放射性生热等．盆地现今低热流特征反映了准噶尔盆地晚第三纪以来快速挠曲沉降和岩石图增厚的构造－热演化特征．     

华南硅热流值

Swanberg和Morgan,根据美国纽约州、新墨西哥州和埃及的资料建立了地下水中二氧化硅达到平衡状态时的温度(即二氧化硅温标温度)与实测的大地热流值之间的线性关系,提出了利用地下水中二氧化硅含量来估算大地热流值的经验公式:     

川西硅热流

Swanberg和Morgan(1979)依美国的区城热流值资料和大量的地下水二氧化硅温标温度资料,找出了二者的线性关系。于1980年又做了进一步讨论,指出根据水中二氧化硅含量,运用经验公式可以计算出当地的大地热流值,并称这种大地热流值为硅热流值(silica heat flow),以便与用传统办法实测的大地热流值相区别。式中[SiO_2]为地下水中二氧化硅浓度,以毫克升~(-1)表示,Tsio_2为水溶解二氧化硅达平衡时的温度,以℃表示;T_0为当地多年平均气温,以℃表示;m是与地下水循环的最小平均深度相关的值,等于0.67℃米~2毫瓦~(-1)。本文根据川西的1089个地下的二氧化硅含量数据,用这种方法计算出川西硅热流值。每一经纬度网格求一个平均值,共31个,进而做出硅热流等值图,并就图形与地质背景的关系做了初步讨论。最后讨论了这一方法的适用性和移植到我国其他地区的可能性。     

2020年钻探地幔

科学家近日宣布,他们计划首次钻探至地幔并提取样本,这项任务的科学价值不亚于载人登月。因缺乏适当的技术,加之对地壳的了解也不够充分,科学家一直难于实现钻探地幔的梦想。     

关于地幔柱大辩论

地质过程最终是地球热演化的结果.板块构造理论之所以能解释板块边缘所有地质现象,正是因为地幔冷却的缘故.例如,大洋板块在洋中脊形成,这些板块的运动和生长以及最终通过俯冲消减进入地幔是使地幔冷却降温的有效机理,从而导致大规模的地幔对流.地幔柱能解释如板内岩浆活动等另     

“触摸”地幔

正入夜的西南印度洋,月朗星稀,万顷波涛湮没在无边的黑暗中,唯有"决心号"上灯火通明,上千米长的钻杆不停地旋转,悬挂在钻塔中间的升降补偿器,随着起伏的波涛缓缓移动,发出巨大轰鸣声……早在人类成功探月后,雄心勃勃拟定征服火星计划之时,便有科学家提出异议——我们对自己的地球家园还知之甚少,对于深海和地球内部的了     

河北阳原幔源包体的Sr-Nd同位素特征指示华北克拉通中部存在EMI型古老富集地幔

位于太行山重力梯度带西侧的河北阳原第三纪碱性玄武岩中产有大量幔源包体, 包括二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和辉石岩. 在橄榄石含量-橄榄石成分图解上, 阳原橄榄岩偏离大洋趋势线, 多数落在太古宙和元古宙地幔范围; 部分富集LREE的样品具有EMI型的Sr-Nd同位素特征(ε_Nd = -6.9 ~ -10.6, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7044~0.7047), 而另一些富集LREE的样品的ε_Nd值(+5.7)与亏损LREE的样品相类似. 这说明阳原上地幔经历了多期地幔交代作用. 由于EM1型同位素组成常见于典型古老克拉通下岩石圈地幔, 因此阳原包体为华北西部存在古老岩石圈地幔提供了新的证据.     

华北中生代玄武岩中地幔橄榄石捕虏晶: 对岩石圈地幔置换过程的启示

山东方城玄武岩(125 Ma)中发现罕见的具有明显环带结构的橄榄石. 橄榄石中心部分的组成(Mg# = 87.2~90.7)类似于华北新生代玄武岩携带的橄榄岩捕虏体中橄榄石的组成, 其边缘部分(Mg# = 76.8~ 83.9)接近于玄武岩中斑晶橄榄石的组成(75.7~79.0). 橄榄石的这种化学成分特征及其浑圆的晶体形态和较小的颗粒(300~800 μm)皆说明这些橄榄石是地幔矿物捕虏晶, 即地幔橄榄岩的解体矿物. 其中心部分能够代表地幔橄榄岩的组成. 橄榄石的环带结构是橄榄石捕虏晶与寄主玄武岩快速反应造成的. 这种橄榄石与玄武质岩浆的相互反应可能在华北中生代岩石圈地幔中普遍存在, 即为岩石圈地幔置换作用的重要方式. 从而使古生代主量元素亏损的高镁橄榄岩转变为中生代晚期的主量元素饱满同位素富集的低镁橄榄岩, 造成古老岩石圈地幔的消失.     

西藏高原的热流测量

经中法九名科学工作者共同努力,1982年9月首次在藏南羊卓雍湖和普莫雍湖测得二批共12个热流数据。羊湖和普湖位于拉萨西南90公里和130公里处,湖面海拔高度分别为4440米和5008米。构造上两湖均处于北喜马拉雅变形复理石带内,由白垩-侏罗(羊湖)及三叠系(普湖)板岩、页岩和千枚岩等浅变质的沉积岩系构成;局部地区有花岗岩出露。羊湖中共布置取样站3个,获得岩芯约13米,连同管壁外采的样品,共作了72次热导率     

地幔柱存在的依据

从一些成熟的观察我们可推测地幔中至少有几个地幔柱, 这并不需要什么假设. 的确, 如果我们对地球早期热状态的假设合理的话, 那么用成熟的定量流体动力学模型不难预测地幔柱的存在. 一些其他重要的观察, 特别是溢流玄武岩和裂谷有关的岩浆活动, 也被证实与物理推论基本一致. 最近有人宣称用地震层析成像方法探测到地幔柱, 这应该说是地幔柱存在的最直接证据, 但地幔柱尾部很难被检测到, 因此该探测结果尚须进一步检验. 尽管地幔柱假说的可行性仍存在重要问题, 但地幔柱假说似乎很值得继续研究. 尽管如此, 许多与板块无关的岩浆活动与地幔柱的关系并不清楚或可能无关. 最近的研究表明化学组成造成的浮力变化会使得地幔柱动力学变得更复杂. 这可用以解释比纯热地幔柱更宽泛的现象, 包括“无柱头”的热点轨迹.     

中国东部地幔包体的氦同位素组成及其地幔地球化学演化意义

近来对不同幔源包体,特别是大陆幔源包体的氦同位素组成研究表明,地幔氦同位素组成的变化反映了地幔的演化历史,为我们进一步认识海洋地幔和大陆地幔的地球化学演化提供了独特而又极其重要的线索。本工作首次对中国辽宁宽甸、吉林辉南和河北汉诺坝玄武岩中地幔包体的氦同位素组成进行了研究,结合其他地球化学研究结果,为我们解释中国东部大陆地幔的地球化学演化提供了重要的理论依据。     

地幔的窗口：金刚石

从经济价值而言,金刚石是最昂贵的宝石饰品;从科学意义而言,它还是直接可以提供地幔的物理状态与化学组成的窗口。笔者简要介绍了金刚石在自然界的产状、形成条件、不纯净组分、各类包裹体的特征以及成因模型。金刚石最主要的寄主岩为地幔橄榄岩和榴辉岩。金刚石中的同生包裹体可以为其形成时的寄主岩组成、温压条件、在地幔中的存留年龄提供重要的依据。近20多年来在金刚石中发现了深达下地幔的超深矿物包裹体,它又成为了认识全部地幔物质组成的唯一窗口。     

西藏热流数据最新报道

1982年在藏南的羊卓雍湖和普莫雍湖获得了青藏高原首批热流数据(平均热流值分别为146mW/m~2和91mW/m~2),在此基础上不仅成功地概括出了藏南多层次异常壳-幔热结构,并探讨了青藏高原隆升的构造热演化机制。自1986年执行两项国家自然科学基金项目的过程中,获得了一批新的热流数据。文中分别报道(1)罗布莎等四个地区测得的钻孔热流数据;(2)青藏各大地块不同岩类的放射性生热率数据。     

华北的暴雨

入夏以来。我国出现南方“水深”北方“火热”的天气。我国华北地区的气候．素有“十年九旱”的说法。但是,在历史上,华北地区所发生的特大暴雨,丝毫也不逊于我国雨量丰沛的南方。华北地区所发生的许多强降水指标和过程雨量,都居我国大陆降水之冠．有些已经达到或接近世界纪录。同时,特大暴雨也引发了非常严重的洪涝灾害．给人民生命财产和经济建设带来非常巨大的损失。     

浙江省最新大地热流数据报道

为配合浙江省石油天然气的勘探与资源评价及温州—黄山地学断面地热研究工作,于1992年在浙江境内开展了系统的钻孔地温测量和岩石热导率样品的采集以及室内测试工作,在此基础上获得了29个可靠的实测大地热流数据,从而对宁波、金衢等含油气盆地的热流特征及浙江境内区域热背景取得了比较清晰的认识.欧阳铤等曾报道过浙江省境内的5个热流数据,本文着重报道新近获得的这批热流数据.