黑水─泉州地学断面东段深部温度与岩石层厚度

应用地震波速度与岩石放射性生热率之间的实验关系,结合地表岩石生热率的测试,对黑水─泉州地学断面东段１８条一维地震剖面上的热源垂向分布进行了评估．在此基础上,建立了一维和二维稳态热传导模型．根据干玄武岩固相线公式,估算了上地幔介质部分熔融开始的深度（＂热＂岩石层厚度）．模型显示出深部温度场沿断面方向侧向变化显著．莫霍界面温度在４００－７００℃间变化,相应的＂热＂岩石层厚度为７５－２０５ｋｍ．一维和二维温度模型的差异主要表现在侧向热传递显著的下地壳和上地幔中．温度场的变化与造山带的形成年代或后期叠加构造热事件的年龄有关．     

塔里木盆地岩石层热结构特征

在大地热流密度分布的基础上，研究了塔里木盆地中库尔勒－若羌和阿克苏－叶城两条剖面岩石层热结构特征．由岩石层Ｐ波速度分布转换成生热率剖面，用二维数值模型获得了岩石层热结构和热状态特征．结果表明，塔里木盆地壳幔边界温度的高低与其埋深密切相关．居里等温面深度大，地幔热流密度较低．岩石层厚度变化与其新生代期间挠曲过程密切相关．在岩石层温度分布基础上，确定了深部脆－韧性过渡带深度和岩石层屈服强度，表明塔里木盆地岩石层相对较冷，且具有刚性的地球动力学特征．     

青藏高原东缘和东南缘上地幔间断面结构:腾冲板内火山起源和扬子克拉通西部岩石层拆沉约束

利用两个密集流动宽频带地震台阵观测资料,采用P波接收函数方法,获得了青藏高原东缘和东南缘的上地幔过渡带结构。结果显示,与红河断裂东侧地区相比,断裂以西地区,410-km和660-km间断面埋深均下沉。两个间断面的同时下沉可用过渡带上方的上地幔温度的横向变化来解释,推测红河断裂可能深至上地幔顶部,将印支和华南板块分开。红河断裂以西腾冲火山地区下方,其过渡带厚度接近于全球平均值,暗示该板内火山不是源于过渡带内停滞板片的脱水作用,而是与东向俯冲的印度板块在上地幔较浅深度发生的板内撕裂有关。在扬子克拉通西部地区,660-km间断面明显下沉,导致过渡带增厚达20km。这种增厚可能反映过渡带内存在岩石层拆沉残留,因而温度要低,而岩石层拆沉可能与上覆软流圈地幔的侧向流有关。此外,我们还发现四川盆地大部分地区下方过渡带厚度基本接近于全球平均值。     

俯冲带的负浮力及其影响因素

基于Ｍｕｒｎａｇｈａｎ－Ｂｉｒｃｈ状态方程，计算了密度Ｐ、热膨胀系数ａｖ、定压比热ｃｐ等物性参数在上地幔温压条件下的分布，给出了热传导系数ｋ在上地幔温压条件下的分布．采用准动力学计算方案，用有限元方法计算了板块不同俯冲速度、角度、不同厚度及不同俯冲深度情况下俯冲带的温度分布和密度分布．计算了不同俯冲模型下俯冲带的负浮力及其对岩石层板块形成的等效应力，发现负浮力在俯冲过程中是变化的，俯冲速度和板块厚度对其有明显的影响，在稳定俯冲状态，负浮力约为（１．５－２．３）×１０^１３Ｎｍ^－１，等效张应力约为０．２５－０．２９Ｇｐａ．     

增厚大陆岩石层热边界层对流剥离的数值模拟

用数值模拟方法模拟了增厚大陆岩石层热边界层被对流地幔剥离并为软流层物质替代的动力学过程．结果表明,在初始温度分层分布、侧向均匀但存在微小热扰动的流场中,80km厚的增厚岩石层热边界层约需60Ma才能被完全剥离,剥离的速率微弱地依赖扰动的强度;在已建立好的流场中,同样厚度的增厚热边界层只需约10Ma就可被剥离．模拟结果暗示青藏高原地壳及岩石层在岩石层增厚和剥离以前就很热,其下伏地馒中可能已存在建立好的上地幔小尺度对流系统,而该尺度的对流系统很可能是由特提斯海洋岩石圈俯冲和消减诱发的     

连云港─银川岩石圈壳─幔组合结构剖面构造应力场的有限元数值模拟

从岩石圈壳－幔组合结构出发，选择了大华北岩石围块体内一条NWW向连云港－银川的岩石圈壳－幔组合结构剖面，试图先从一个简单的力学模型开始，用二维有限元法得到岩石围（地壳和上地幔顶盖层）中的构造应力场的分布特征，从而解释板内地震与　岩石围亮－幔结构比值（R）相关的力学原因。     

新疆及其毗邻地区地震层析成像

利用新疆地震台网及其毗邻地区的国外地震台站提供的地震Ｐ波到时数据，重建了新疆及其毗邻地区地壳上地幔的三维速度图像．主要结果是：１．研究区地壳上地幔的地震波速度存在明显的横向不均匀性．这种不均匀性出现在不同构造单元之间，也出现在各构造单元之内．２．一般来说，研究区域内盆地是上地幔的隆起区，褶皱系是上地幔的坳陷区．３．岩石层厚度和软流层的深度与全球的平均结果有较大不同．４．海洋岩石层或大陆岩石层板块在兴都库什和克什米尔与中国交界地区的消减明显存在．５．地壳上地幔物质运动比较剧烈，有部分熔融物质上涌到地壳中部或更浅的深度．     

胶辽渤海地区地壳上地幔结构特征与介质的横向非均匀性

根据地球物理资料的综合研究和地壳上地幔速度地震层析成象结果,系统地阐述了胶辽渤海地区基底厚度、地壳厚度、岩石层厚度和壳－幔结构比Ｒ值分布特征及地壳上地幔介质的横向非均匀性。研究结果表明：胶辽渤海地区是一个以渤海湾为中心的上地幔隆起区、软流层隆起区和壳－幔结构比Ｒ高值分布区;该区地壳上地幔介质在不同深度均存在显著的横向非均匀性,并在海域周围的海城、唐山、朝阳、东沟等陆地地区存在明显的壳内低速逆反层。     

欧亚地区均衡残差大地水准面和上地幔强度

首先计算了欧亚地区均衡残差大地水准面．基于地幔热对流的内负荷理论和最新全球层析成像结果，探讨了欧亚地区中波长均衡残差大地水准面的地球动力学意义．研究结果表明，中波长均衡残差大地水准面主要受上地幔粘滞度和岩石层强度的影响，进而得出欧亚地区一些古老地盾和构造稳定地区的上地幔与年轻山脉及构造活动地区的上地幔结构存在着差异．这个差异主要是占老地盾和构造稳定地区，如波罗的海地盾、中西伯利亚地台、东欧等区域，冷却的上地幔已穿透地幔较深，上地幔与岩石层之间耦合较好;而年轻山脉和构造活动区，如帕米尔、天山、贝加尔活动带、青藏高原、日本海周围地区，在上地幔可能存在着热物质即粘滞度很低的软流层，上地幔与岩石层耦合程度较差，甚至有可能解耦．从欧亚地区上地幔属性的差异，可以解释该地区的一些地球动力学问题．     

东秦岭岩石层的地电模型

根据大地电磁测深结果,东秦岭河南叶县-湖北南漳地区的岩石层由4个电性单元组成,其中华北地块南缘为相对高温的低阻区;秦岭北部为低温的高阻异常区;南秦岭为高温的低阻区,岩石层平均厚度仅80km,南秦岭的南部推覆到扬子地块之上达40-50km;扬子地块为相对低温的中等电阻率区,岩石层厚度150-200km．利用秦岭地区地壳上地幔岩石样品高温高压条件下电阻率的测定结果推断了各单元岩石层内电性层可能的岩石组成类型,并建立了剖面通过地区岩石层的地电模型．     

中国东部随县─启东地带上地幔结构研究

随县─启东人工地震探测剖面长７００ｋｍ，穿越郯城─庐江深大断裂带．提取了该区莫霍界面以下上地幔中的反射界面信息，获得了上地幔的分层结构．结果表明，该区上地幔中有两个深度分别为７６ｋｍ和１００ｋｍ的界面．７６ｋｍ深度以下为一低速层，１００ｋｍ深度以下则为速度更低的低速层．该区岩石层厚度为７６ｋｍ，与华北地区相似，具有薄岩石层性质．     

中国东部随县─启东地带上地幔结构研究

随县─启东人工地震探测剖面长７００ｋｍ，穿越郯城─庐江深大断裂带．提取了该区莫霍界面以下上地幔中的反射界面信息，获得了上地幔的分层结构．结果表明，该区上地幔中有两个深度分别为７６ｋｍ和１００ｋｍ的界面．７６ｋｍ深度以下为一低速层，１００ｋｍ深度以下则为速度更低的低速层．该区岩石层厚度为７６ｋｍ，与华北地区相似，具有薄岩石层性质．     

弹性岩石层,区域重力异常和上地幔小尺度对流

在小尺度地幔对流模型的基础上,建立了顾及岩石层与地幔耦合的地幔对流模型,考虑到岩石层对上地幔小尺度对流的弹性响应,将上地幔视为一均匀的等粘滞系数的牛顿粘滞流体,其对注能量来源于下地幔,用热流体动力学基本方程得到地上地幔对流在壳幔边界处的垂向应力作为弹性板弯曲方程的垂直加载,来耦合弹性岩石层和可流动地幔,推导了两者耦合下区域重力异常和上地幔小尺度对流的相关方程,用以反演上地幔小尺度对流场模式和岩石层底部拖力场格局,对比了有,无弹性岩石层影响的模型之间的差异,并对模型应用范围,特别要板块边界水平均造力可能产生的影响,作了进一步探讨。     

莫哈韦沙漠地幔幂次率流动的证据

地球对大地震的响应研究可以看作大的岩石变形试验，其中突然的应力变化在下地壳和上地幔产生粘性流动使得地表产生可观测到的震后变形(Nur and Mavko，1974)．实验室中的试验表明，热的岩石层中岩石的粘性流动变形可由幂次率来表征，其中应变速率与应力的n次幂成比例(Kirhy and Kronenberg，1987；Carter and Tsenn,1987)。     

全球大地热流-岩石生热率关系综合分析

大地热流分析是研究大地构造地球动力学和地壳化学组成的一个重要手段通过对全球范围大陆地区大地热流和岩石放射性生热率数据的综合统计分析探讨地壳一地慢热流配分统计结果揭示,全球尺度显生亩地质构造区热流与岩石生热率之间不存在简单的线性关系,但两者在隐生宙地盾区却具有明显正相关关系从大地热流-岩石生热率关系在显生亩地区和在隐生宙地区的差异可以大致确定壳-幔热流成分的变化范围取地壳厚度为30－50km,根据前寒武地盾区热流与生热率之间的统计关系可以进一步推测地壳岩石中放射性生热元素的平均丰度范围分别为铀（0．5-1．6）×10－6,钍（1．8－6．1）×10－6,氧化钾0．6％-1．9％．     

区域重力异常和上地幔小尺度对流相关方程及对流拖曳力场

建立了区域重力均衡异常的物理模型，假定区域重力均衡异常源于上地幔密度分布横向不均匀以及由上地幔小尺度对流产生的边界形变．导出了区域重力均衡异常和上地幔小尺度对流之间的相关方程，讨论了该方程在地球动力学研究中的应用．应用几种模型计算上地幔小尺度对流产生的作用于岩石层底部的拖曳力场．结果表明，将这一相关方程用于利用区域重力均衡异常研究地壳及上地幔应力状态，将有广阔的前景．     

亚洲东部及边缘海地区背景噪声层析成像

本文在亚洲东部地区进行了背景噪声层析成像的研究。研究区域包括中国东部沿海各省、朝鲜半岛、日本、台湾岛以及边缘海域。研究中收集了573个宽带台站的12个月的瑞利格林函数,从中提取了群速度和相速度频散曲线,编制了10～70s范围内的速度分布图,并通过反演获得了地壳和上地幔的三维剪切波速度模型。基于三维剪切波速度模型确定了研究区范围内的莫霍面深度和岩石层厚度。速度分布图显示在上地幔中存在三个明显的低速带,其中两个位于太平洋板块和菲律宾海板块俯冲带的增生楔内,另一个位于长白山和朝鲜半岛一带之下,上地幔岩石层在这些地区显著变薄。整个研究区域内的速度异常、地壳和岩石层厚度异常分布多呈NNE-SSW方向分布,在剖面图中岩石层显示出"香肠"状薄厚不一的形态。地壳和岩石层厚度均呈现出由NW向SE逐渐减薄的趋势,与中国东南部的多期次岩浆岩的分布相吻合。分析认为古太平洋板块俯冲以及伴随的多期次回撤是控制中国东部地壳伸展和岩石层减薄的主要动力因素。     

黑水─泉州地学断面的重磁解释

讨论华南黑水─泉州地学断面的重磁解释。在解释中除应用常规的２．５维重磁异常反演外，还采用等密度线算法构制梯度层密度模型，用于分辨地壳密度细结构，以及计算自由地幔而深度用于分析上地幔密度的横向不均匀性。重磁模拟结果揭示了１０ｋｍ深度内的上地壳构造以及地壳与上地幔密度的分布。提出华南造山带以低密度上地幔为特征，它可能与上地幔的改造有关；四川盆地具有较高的上地幔密度，为未经改造的原始地幔。扬子克拉通与华南造山带的分界线与上地幔密度的分界线一致。根据布格异常、地表岩石密度和地形资料的综合分析，圈定出反映内生成矿作用深部标志的密度倒转区，可作为进一步找矿的远景区。     

黑水─泉州地学断面的重磁解释

讨论华南黑水─泉州地学断面的重磁解释。在解释中除应用常规的２．５维重磁异常反演外，还采用等密度线算法构制梯度层密度模型，用于分辨地壳密度细结构，以及计算自由地幔而深度用于分析上地幔密度的横向不均匀性。重磁模拟结果揭示了１０ｋｍ深度内的上地壳构造以及地壳与上地幔密度的分布。提出华南造山带以低密度上地幔为特征，它可能与上地幔的改造有关；四川盆地具有较高的上地幔密度，为未经改造的原始地幔。扬子克拉通与华南造山带的分界线与上地幔密度的分界线一致。根据布格异常、地表岩石密度和地形资料的综合分析，圈定出反映内生成矿作用深部标志的密度倒转区，可作为进一步找矿的远景区。     

上地幔电导率-温度关系及在大地电磁测深法中应用综述

上地幔热结构的研究对探索地球内部物质状态和岩石圈形成演化过程,评估自然资源的存储状况,监控火山区岩浆活动从而降低自然灾害风险等有着重要的意义.本文概述了基于不同岩石物理学高温高压实验得到的上地幔矿物电导率-温度关系.通过分析并对比前人的实验结果,讨论了不同实验得到的同一矿物的电导率-温度经验关系中参数差异产生的原因.大地电磁测深法(MT)以其探测深度大,受浅部高阻体影响较小且对低阻体分辨率较高等特点,在研究壳幔电性结构、热状态和地球动力学机制中得到了广泛的应用.以MT得到的上地幔电阻率模型为基础,结合岩石物理学实验标定的矿物电导率-温度经验关系,建立上地幔的温度和熔融百分比模型,这项工作在研究上地幔热状态中起着不可或缺的作用.笔者总结并讨论了前人以MT方法获得电性结构为基础,利用电导率-温度经验关系评价上地幔热状态的应用实例,并对未来的研究工作做了展望,同时对其可行性做了评估.