北冰洋Gakkel洋中脊科学考察的初步认识——AMORE2001简介

AMORE2001首次成功地对地球上扩张速率最慢的Gakkel洋中脊进行了系统的地质和地球物理以及海冰等多学科的综合考察.对所取得资料的初步研究表明Gakkel洋中脊之下的地幔仅经受了较低程度的部分熔融,具有较低的温度.Gakkel洋中脊处的地壳性质和岩浆活动与扩张速率之间不存在任何直接的岩石学相关性,扩张而导致的岩石圈顶部的冷却并不是决定洋脊处地壳性质的最重要因素.地幔温度和断裂带的存在与否及其密度对地壳性质具有重要的影响意义.本次科考活动中还对在现代环境和古环境研究具有重要意义的该地区的海冰分布和环流特征以及深海沉积物特征进行了系统的采样研究.这些研究将对人类更好的理解地球上最重要的地质过程-海底扩张和壳幔相互作用以及全球环境变化起到关键的作用.     

沂沭断裂带地壳结构特征：来自远震接收函数的证据

沂沭断裂带的地壳厚度和泊松比是理解该区构造演化和深部物质结构的重要依据。本研究收集沂沭断裂带50个固定台站所记录的远震事件数据,应用P波接收函数H-κ叠加扫描方法,分析研究区台站地壳厚度和泊松比特征。结果表明：研究区地壳厚度29.8～35.2 km,平均厚度32.8 km,以沂沭断裂带为界,具有自西北向东南减薄的趋势;泊松比为0.20～0.31,平均0.25,表现出明显的分区特性,位于沂沭断裂带内的台站泊松比明显高于附近地区,该分布特征与研究区的地壳物质组成有关;沂沭断裂带两侧构造单元的地壳结构特征存在明显的差异性,说明沂沭断裂带对不同构造单元具有明显的分割效应。     

海底地形对不同时间尺度岩浆供给变化的响应

利用有限差分数值模拟方法, 恢复洋中脊地形的形成过程, 模型中岩浆供给按一定的时间周期和幅度规律性地变化。结果表明: 只有当岩浆供给变化周期的时间尺度大于在洋中脊同一侧形成两条断层的时间间隔时, 才能影响海底地形的形成过程并被记录。结合数值模拟实验结果和不同类型洋中脊的地形特征, 认为快速扩张洋中脊是唯一可能在地形上记录到米兰科维奇气候周期(偏心率(100 ka)、倾斜度(41 ka)和岁差(23 ka)) 3个时间尺度岩浆变化周期的洋中脊类型, 中速扩张洋中脊和部分岩浆供给充足慢速扩张洋中脊的地形可能与100 ka尺度的岩浆供给变化周期有关, 大部分慢速扩张洋中脊海底地形不受100 ka及以下的岩浆供给变化周期影响。     

西藏地壳模型及其化学成分初探

西藏地壳是指西藏高原内中-新生代造山带的地壳。其面积210万km~2,地壳平均厚度63.5km,地壳体积1.32亿km~3,地壳内的岩石平均密度2.775g/cm~3,地壳质量3663地克(=3.663×10~(17)吨)。西藏地壳由五个槽壳构成。它们是松潘甘孜槽壳、三江槽壳,喀拉昆仑唐古拉槽壳,冈底斯念青唐古拉槽壳和喜马拉雅槽壳。根据现有的地质学、地球物理学、地球化学和地理学资料,本文概略地给出了西藏地壳模型及其化学成分。     

探索南海的“年轮”——海底磁条带

正地球主要的海洋面积约3.61亿平方千米,占地表总面积的70.8%;陆地面积约1.49亿平方千米,占地表总面积的29.2%。地球表面大部分由海洋覆盖着,地球也因此被称为"蓝色星球"。在浩瀚的洋底,绵延着巨大的洋中脊。洋中脊的两侧对称分布着神奇的海底磁条带,记录着地球的秘密。地球年龄的记录者现在的研究证明,地壳是逐渐冷却而成     

利用H-Kappa方法反演中国地区台站下地壳厚度

近年来,接收函数已经成为一种重要的计算地壳厚度的方法,它是利用直达P波和Moho面转换S波震相的到时和振幅差来反演计算地壳的厚度和速度结构的.本文在传统的接收函数基础上,采用了多次反射波能量扫描求极大值和波形叠加反演的方法(H-Kappa方法).该方法虽然需要较大的数据量,且要求数据的覆盖范围大,但具有能够同时快速准确地计算出地壳厚度H和Kappa值的突出优点.本文计算了中国国家台网记录到的大量震中距满足30°～90°、震级在5.5～7.0的远震P波的接收函数,从中挑选出了2 233个信噪比较高、震相清晰的接收函数进行H-Kappa方法反演.结果表明中国东部台站下方的地壳厚度为33～36 km, 中部地区的地壳厚度为38～45 km, 而青藏高原地区台站下方的地壳厚度则高达73 km左右.总体上看,青藏高原地区的地壳厚度最大,天山、准格尔盆地、内蒙古大部地区次之,中国华南沿海一带地壳厚度更小,呈现出地壳厚度自西到东逐渐减薄的规律.     

西太平洋洋底高原内部结构与形成演化

洋底高原是在深海盆地中最显著的大火成岩省,记录着海洋大规模的岩浆活动,对研究地壳结构、板块构造、地幔动力学乃至地球演化历史都具有重要意义。西太平洋是洋底高原分布最密集的区域,是研究洋底高原内部结构与形成演化的最佳场所。选取西太平洋中最具代表性的6座洋底高原——沙茨基海隆、赫斯海隆、麦哲伦海隆、翁通爪哇高原、马尼希基高原以及希古朗基高原,通过对这6座洋底高原地质概况的简要描述,归纳近年来获得的地球物理与地球化学重要观测结果,揭示其内部结构的共性,包括大面积地形隆起、异常厚的地壳、异常负的地幔重力异常以及形成于洋中脊之上或者附近的位置特征;探索了其形成机制,即地幔柱与洋中脊的相互作用可能是洋底高原的主要成因。     

南海北部地壳结构的深地震探测和研究新进展

南海是西太平洋最大的边缘海之一,其北部具有被动大陆边缘特征.深部地壳结构的研究对深入认识南海北部边缘的构造属性、演化历史、含油气盆地的形成过程,以及南海成因具有十分重要的意义.南海北部地壳结构的深地震探测经历了声纳浮标、双船扩展剖面和海底地震仪几个阶段,声纳浮标探测了解到上地壳的结构特征,双船扩展剖面首次获得了地壳结构和莫霍面起伏的情况,海底地震仪探测则得到了详细的地壳结构模型.文中回顾了这些深地震探测和研究的历史,介绍和总结了最新的研究进展和重要成果,并提出存在的问题和今后工作的建议.     

试论滇西澜沧群蛇绿岩套形成的构造环境

蛇绿岩套主要是由基性、超基性的火山岩和深成岩组成的杂岩。鉴于蛇绿岩与大洋地壳和地慢上部物质组成的一致性,以及多分布于地槽区或相邻板块的接触带这一基本事实,因此多数研究者赞同蛇绿岩的洋壳假说。根据这一假说,蛇绿岩形成于洋中脊,后被转移到岩石圈板块会聚边缘的消亡带。     

东秦岭西坝花岗岩体及其脉岩的地球化学特征

通过秦岭西坝花岗岩体及邻区脉岩体的岩石学、地球化学研究，探讨了秦岭造山带中生代期间由全面碰撞转入陆内造山的深部动力学过程。研究表明：西坝花岗岩体及花岗斑岩脉具类似于埃达克质岩高Sr(Ba)，低Y和Yb，以及高Sr/Y,La/Yb,Eu异常微弱的地球化学特征，反映其形成于地壳厚度增大的地质背景；闪长玢岩脉代表地壳减薄背景的产物。它们的形成指示秦岭造山带印支晚期到燕山早期地壳增厚，嗣后发生下地壳拆沉的重要转换过程。     

山东地区地壳及上地幔结构研究

利用布设在山东省境内的宽频带流动地震观测台阵和国家地震局固定地震观测台站记录的地震数据, 应用接收函数和SKS波分裂方法, 研究山东地区的地壳与上地幔结构, 得到该区域的地壳厚度、地壳平均P波与S波的波速比以及SKS波分裂延迟的分布情况。结果表明, 山东地区地壳厚度范围为28~39 km; 胶南隆起的北段和南段以及鲁西隆起北侧济阳凹陷的地壳厚度小于32 km, 鲁西隆起下方的地壳比较厚。研究区 P波与S波的波速比主要分布在1.67~1.94之间, 鲁西隆起西南部和胶南隆起北段该比值小于1.75, 可能是由中上地壳增厚以及下地壳减薄和拆沉造成。鲁西隆起南北P波与S波的波速比差异反映地壳活动的差异。地幔物质的各向异性显示, 山东地区西部的地壳减薄和拆沉可能仍在进行。     

利用整体最小二乘反演地壳应变参数

对地壳应变参数的反演可以确定地壳的应变积累,理解地壳的真实运动状况,传统的地壳应变参数反演都是基于最小二乘,而最小二乘只考虑系数矩阵误差的影响,基于此,将整体最小二乘引入到地壳应变参数反演中,通过分析地壳应变模型中自变量和因变量的误差状况来确定地壳应变参数的随机模型,通过实例分析验证了基于整体最小二乘的地壳应变参数反演结果精度最高。证实了该方法在研究地壳应变参数中的可行性。     

麻粒岩中的水对大陆下地壳性质和演化的启示

大陆下地壳是地球深部最重要的层圈结构之一，是壳幔物质发生交换和相互作用的直接场所. 麻粒岩是大陆下地壳的主要组成物质，其成岩模式和组成特点对于更好地理解大陆下地壳的性质、形成和演化具有重要的意义. 流体是下地壳内非常活跃的一种介质，不仅会对下地壳内许多性质产生显著影响，还可能对麻粒岩的成因和下地壳的形成方式有重要制约. 麻粒岩在某种程度上可以看作是大陆下地壳的代名词，变质作用造成的麻粒岩组成上的许多特点，如亏损生热元素（HPE）和大离子亲石元素（LILE）等，被广泛地认为是影响下地壳化学成分的直接因素. 文中综述了近些年来对大陆下地壳、麻粒岩和流体作用的若干进展和三者之间日趋突出的争议和问题，结合对中国东部一些典型产地产出的麻粒岩捕虏体/地体麻粒岩中主要组成矿物（斜方辉石， 单斜辉石， 斜长石和石榴石）的Fourier变换红外光谱（FTIR）分析结果，指出这些矿物中的结构水可能构成了大陆下地壳内最重要的水储库. 这些水的存在和发现，可能为研究下地壳内的流体活动、麻粒岩相变质作用和大陆下地壳的一些典型的地球物理学特征（如地震活动和电导率异常现象）提供新的途径，同时也表明大陆下地壳内的许多地质作用过程和原先的一些认识都可能要重新评估.     

安宁河裂谷的“活化”

安宁河裂谷位于"攀西裂谷"的中轴部位,近期研究发现,裂谷区有显著的地壳引张作用,存在地幔隆起与热对流。通过野外实地调查,结合地球物理、断裂、沉积、地震、地应力和地形变等资料,认为安宁河裂谷区现在正处于明显的构造活化状态。这种活化受上地壳塑性流动产生的水平挤压和地幔隆起产生的应力张量的共同作用。据此提出一个新的裂谷活化地壳力源模型,认为在研究区特定的地球动力环境下,以安宁河裂谷为中心,再现岩浆活动和地壳裂陷并非不可能。     

基于离散元法的龙门山构造带隆升变形主控因素研究

为探明龙门山构造带隆升变形的主要控制因素, 基于龙门山构造带东西两侧下地壳物质层属性差异巨大的特征, 进行3组PFC2D离散元数值模拟对比实验, 将深度扩大至下地壳, 记录颗粒运动状态, 实现定量化分析。实验得到的变形结果及模型颗粒运动矢量图显示, 在下地壳物质属性无明显差异的条件下, 板块碰撞挤压应力及地壳厚度的差异不会在龙门山构造带形成巨大的地形高差。当下地壳黏度系数存在明显差异时, 软弱下地壳物质层颗粒相对运动速率为1.5~2.94 m/s, 平均运动速率为1.62 m/s, 大约是坚硬下地壳层颗粒平均运动速率的54倍。模型中部(龙门山构造带)出现隆升变形, 纵向影响范围为94.74%, 隆升幅度为19.85%。软弱下地壳上覆的中地壳和上地壳颗粒具有较大的向上速度分量, 上地壳物质层上涌趋势明显。巴颜喀拉块体和四川盆地地壳存在20 km的厚度差异, 使得龙门山构造带隆升幅度由14.79%增至19.85%。综合分析3组离散元模拟实验结果, 得出巴颜喀拉地块下地壳物质层与四川盆地下地块物质层的黏度差异是龙门山构造带垂向隆升变形最关键控制因素的结论, 在下地壳黏度结构存在明显差异的前提下, 巴颜喀拉块体和四川盆地的地壳厚度差异对龙门山构造带纵向上逆冲隆升幅度有明显的促进作用。     

芜湖市区域地壳稳定性研究

根据区域地壳稳定性研究的一般方法、步骤,笔者对芜湖市区区域地壳稳定性给予了初步的评价和划分,得出芜湖市区内动力地质作用稳定(不显),而外动力地质作用较显,区域地壳稳定性属基本稳定类型(Ⅱ类)。并对芜湖长江铁路公路两用桥桥址选择及工程建筑等提出了一些建设性意见。     

浙江省地壳形变监测网络的构建及其应用前景展望

近年来,GNSS技术取得了长足进展,特别是GNSS的相对定位精度有了显著提高.GNSS技术已经成为监测地壳形变和板块运动的主要手段,它可以提供各活动构造带地壳水平运动的可靠结果,建设浙江省的地壳形变监测观测网,可获取大量监测区域地壳形变震兆信息,对于研究浙江省的地壳形变运动,监测板块边缘及内部的构造变形,提高浙江省地震预报水平有很重要的意义.     

蒙古及邻区内源磁场基本特征

利用第11代国际参考地磁场(IGRF)模型和NGDC-EMM-720-V3地壳磁场模型,分析蒙古及邻区垂直分量的主磁场、非偶极子场、长期变化、长期加速度,地壳磁异常在地表及地表以上不同高度分布特征,讨论了地壳磁异常与地质构造的关系.结果显示,蒙古及邻区主磁场各成分的空间变化较小,地壳磁异常呈团状、条带状、弧形状分布,分布形态相对复杂;乌兰乌德、乌兰巴托片区的异常中心位置较为稳定;杭爱山、阿尔泰山呈负磁异常,异常分布与山脉构造走向基本一致.正负磁异常过渡区与山脉和盆地分界基本吻合.     

新疆地壳的化学成分

根据新疆地区的地理学、地质学、地球物理学和地球化学调查资料,详细研究了新疆地区的大陆地壳模型。新疆地区有五个大地构造单元,它们是阿尔泰褶皱系、准噶尔褶皱系、天山褶皱系,塔里木地台和西昆仑褶皱系。在地壳模型和岩石化学资料基础上,计算和研究了新疆地壳的平均化学成分和主要元素丰度。     

贵州地壳发展及其演化特征

贵州地处特殊构造部位和地史时期经历了多次构造活动和多种地质事件,使贵州由活动陆缘一被动陆缘一陆块内部转化;由准大洋型地壳（红海型）一过渡型地壳一大陆型地壳转化;地壳由活动一稳定转化;地壳厚度由薄一厚转化,地壳结构可划分为三层,地壳发展与演化划分为四阶段。因此,贵州地壳具有多层性、地壳发展与演化具有多期多阶段的特点,大地...