一个改进的地球圈层差异旋转模型

地球自转速度在长期的减慢,而内核自转 又较其外部的地球部分转动快,这是由日 、月对地球的潮汐摩擦引起的同一动力学背景下导致的相关现象。通过能量守衡的定量分析 ,得出地球潮汐耗散能的11% 即可导致内核自转较其外部的地球部分自转快的结论。通过推 理比较和定量分析,提出了岩石圈层、主地幔圈层与内核三个圈层的差异旋转模型：岩石圈 自转速度<主地慢自转速度<内核自转速度。它可能是导致大陆向西飘移-板块构造及地磁产 生的重要机制之一。     

地球自转与地质体系论

本文对比分析了各大地构造学说的特点,认为在地球的各种运动形式中,最重要的是地球的自转。地球在其运动中由于向心力和离心力联合力场作用的结果而形成各个圈层,地球表面形态和各圈层的物质在其旋转过程中发生不同形式的运动,而出现各种地质构造现象及相关的自然现象,诸如大气的流动、海水的进退、岩石的形变、地幔物质运动、各层圈物质交换与变化等等。在地球发展演化过程中,地壳的结构和构造也发生了一系列的变化,板块、构造体系、地槽、地洼、断块、大地波浪等大地构造形迹都是由于地球自转中地壳运动的结果。各种地质现象相互联系的总体,称之谓地质体系。     

南半球大陆及岛屿的分布与地球自转长期减慢

从南半球大陆的海岸边缘关系,说明南半球古大陆曾位于南极附近。在地球自转减慢的附加力和 Coriolis 力的共同作用下,南半球古大陆发生了向赤道的漂移。     

地震和干旱的定向迁移及其机制

本文介绍了中国大陆4条地震带和全球6条地震带地震的定向迁移和亚非中纬度地区干旱的迁移现象;探讨了亚非地区地震和干旱向东定向迁移的机制,认为这可能是由地球自转速度变化、大西洋脊间歇性张裂和板块的脉动式推挤引发的变形波的传播和这种变形波驱动地壳和上地幔内的热流体（液、气）周期性上涌引起的。     

试论地球莫霍球面体形状的变化

作者认为地球莫霍球面体形状经历了一个从6.5亿年的"倒梨形体"到2.5亿年的"哑铃形体"再到现在的"正梨形体"的演变;提出了地旋幔流——大陆被动漂移的观点,认为自6.5亿年以来,由于地球旋转方向变化和地球自转速率减慢等因素的影响,地幔发生了大规模由北向南、自西向东的幔流运动,从而使地球莫霍球面体发生由"倒梨形体"向"正梨形体"的变化。     

地球的层圈结构与穿越层圈构造

从1906年发现地核到20世纪60年代,地球物理学、地质学和矿物物理学的研究揭示了地球具有物理化学性质截然不同的层圈结构,并根据全球地震波速度和密度的变化建立了初始参考地球模型。1967年提出的板块构造理论假定刚性的岩石圈板块在塑性的软流圈之上发生运动,在洋中脊不断形成的洋壳逐渐在海沟俯冲,由于板块是刚性的,变形将主要集中在板块边界。板块构造理论成功地解释了大洋岩石圈的形成和消亡、火山和地震活动带的分布以及全球构造格局,给地球科学带来了一场革命。但是,经典的板块构造理论尚未解决板块运动的起源和驱动力、大陆岩石圈的弥散性变形、大陆深俯冲等问题,因此大陆动力学成为对板块构造理论的重要补充。近年来的研究表明:在板块汇聚边界,大洋岩石圈可以俯冲至地幔过渡带、下地幔,乃至核幔边界;而大陆岩石圈可以俯冲至150~300 km深度,然后相对低密度的陆壳物质快速折返形成含柯石英和微粒金刚石的超高压变质带。地幔柱活动是是俯冲板块再循环的产物,不仅可以形成大火成岩省和洋岛玄武岩,还可以把俯冲到地幔过渡带的物质带回浅部,导致蛇绿岩中保留金刚石和深地幔矿物。因此,俯冲带和地幔柱不仅提供了穿越层圈的物质和能量交换的通道,也驱动了对地球宜居性至关重要的水循环和碳循环,是研究地球物质组成和动力学演化的重要窗口。     

奥陶纪以来生物贝壳生长纹层与地球自转速度的演化

越来越多的资料表明月球的旋转速度在不断增加,而地球的旋转速度在不断减慢.通过显微镜、扫描电镜以及微量化学成分分析对奥陶纪以来瓣鳃类、腹足类、腕足类、头足类等贝壳生长纹层以及地球自转速度的演变、地月距离、月球后退速率变化等进行了初步研究.     

地球旋转膨胀与冈瓦纳古陆裂解

地球自转速度变慢说明地球在旋转的同时其体积在膨胀。这与红移现象等说明的宇宙膨胀是一致的。地球放射性物质的放射性能导致软流圈及塑性地核外核的形成。地球自转的惯性与地球塑性层的共同作用导致了地球的层间滑动。地球外圈应相对于内圈转动较慢。转动较快的内层层圈的运动方向为自西向东,或左旋剪切。即,软流圈之下的下地幔应相对于岩石圈自西向东转动较快;塑性地核外核之下的内核应相对于外核自西向东转动较快。在地球层圈之间的剪切力和地球放射性能所引起的热能的共同作用下,在软流圈产生物质的对流,形成地幔物质对流。推测地核的外核也可能会产生塑性物质的对流。地轴倾角ε的变化以及潮汐转矩和岁差转矩是地球动力学的重要因素。地球的旋转膨胀是板块运动的地球动力学基础,也是冈瓦纳古陆裂解的运动学基础。     

认知地球物质运动的大陆动力学方法

20世纪70年代板块构造学建立以后,全球地球物理调查取得了足够多的观测数据,对地壳上地幔构造进行了准确的物性成像,为克服板块构造学的存在问题的大陆动力学研究提供了可实现的基础。在地壳—上地幔物性成像的基础上,大陆动力学的研究方法首先是综合多学科数据进行全球对比。结合古地理和古地磁数据,全球对比的内容包括地幔的速度变化、电阻率扰动和位场反映的介质密度和磁性扰动异常等,它们在大陆动力学研究中,为研究地球物质运动的非板块模式提供了大量证据。多学科全球对比研究结果表明,大陆和大洋岩石圈的力学性质和物质运动形式大不相同,必须跳出板块的概念来研究大陆动力学作用过程。同时,岩石圈本身没有板块运动的动力来源,必须和软流圈物质运动一起研究,才能全面理解岩石圈的行为和物质运动的规律性。从最近几年的地幔地球物理三维成像成果看到,对于地球表面难以观察的软流圈和地下深部,对比三维的地震波速和电阻率扰动图像,可以获得关于上地幔物质运动的信息,认知已经发生在地壳—上地幔的物质运动特征。本文中介绍了几个典型例子。     

地球自转引起的板块驱动力

由于地球自转,漂浮在软流圈之上的板块将受到主矩和主矢的作用,主矩使板块产生倾斜,而主矢将使板块作漂移运动。     

地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应

科里奥利效应是产生内核快速旋转的主要原因。科氏力使上升物质向西漂移，下降物质向东漂移；造成地球外层自转减速，地球内层自转加速。所以，自旋体中的垂直运动可以产生大规模的水平运动——圈层差异旋转。地震波测量结果表明，内核旋转速度每年比地壳地幔快１°。对于一个内核差异旋转的地球，太阳辐射不仅形成地磁场的内外磁尾和地壳与内核的反向振动，而且影响核幔角动量交换和电磁耦合，从而控制了地球内能的释放，形成天文周期与地质旋回的一一对应关系。地球轨道和太阳轨道的全球变化响应，为太阳辐射量变化控制地球内能释放提供了证据     

同步耦合断裂及其动力学依据

通过对地球自转速率变化推动构造运动的可能性以及地球自转角速度变化的原因和依据的讨论，提出地球自转惯性力差是决定板块相对运动趋势的主要动力学因素之一，揭示了加速期和减速期经、纬向构造之间的分布规律性，认为经、纬向构造之间的耦合关系是一种客观存在，同步耦合断裂就是由地球自转速率变化所反映的动力学状态决定的。同时，笔者对同步耦合断裂概念及耦合区构造组合的研究意义进行了探讨。     

岩石圈—软流圈物质循环促进大陆增生的新方式

大陆动力学研究地球内能量和物质的运动和伴随的信息传播,上地幔中的软流圈是地球内部的物质运动的关键部位之一。由于观测的技术方法少,人类对软流圈内部的地质作用过程所知甚少。在青藏高原,过去地震波三维层析成像的分辨率不高,难以对地壳上地幔构造进行准确的定位。我们收集和整理了地方地震台的数字化观测数据,使地震体波三维层析成像的准确度大大提高,为解决软流圈的地质构造准确成像提供了新的可能性。根据地震体波三维层析的成像结果,在古特提斯洋和特提斯洋俯冲板块前沿的软流圈底部410 km间断面上方,存在反映古大洋俯冲板块的高速体,它们在青藏高原、苏鲁和伊朗都有出现。清晰和稳定的高波速异常的位置表明,特提斯洋俯冲板块现在已经拆沉在软流圈的底部,古特提斯洋俯冲板块也可能曾经拆沉在软流圈的底部。对比青藏高原和苏鲁的地壳上地幔波速结构推测,拆沉造成软流圈中的轻元素物质上涌,进入大陆岩石圈,造成岩浆活动。上涌还使碰撞造山带地壳厚度减小,而岩石圈厚度增加。大约100 Ma后,俯冲下去的大洋残块会被软流圈物质磨蚀交代,使岩石圈厚度增加, 形成大陆下方的大陆根,造成大陆克拉通化和体积增生。大洋板块俯冲后在软流圈拆沉是岩石圈—软流圈物质循环的一种重要方式,对软流圈中物质均衡和体积稳定也起重要作用。     

地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应

科里奥利效应是产生的内核快速旋转的主要原因，科氏力使上升物质向西漂移，下降物质向东漂称；造成地球外层自转减速，地球内层自转加速。所以，自旋体中的垂直运动可以产生在规模的水平运动－－圈层差异旋转。地震波测量结果表明，内核旋转速度每年比地壳地幔快１。对于一个内核差异旋转的地球，太阳射不仅形成地磁场的内外磁尾和地壳与内核的反向振动，而且影响核幔角动量交换和电磁耦合，从而控制了地球内能的释放，形成天文周期     

统一构造理论初探

以地球系统科学为指导思想,提出统一构造理论的新观点和理论基础,初步建立了理论体系框架。提出统一引力场表示理论,用Ｎｅｗｔｏｎ位算子将地球内、外扰动引力场统一。通过对地球不同圈层水平速度矢量场的对比分析,提出不同圈层的水平运动速度矢量场具有高度的相似性和统一性,且与地球自转密切相关的认识。根据观测数据,探讨板块的统一动力源。研究了幔柱构造特征,提出地幔热柱构造的动力学模型。利用积分关系法求出地表热流与岩石圈厚度的关系,提出大陆岩石圈的统一热模式和大陆地表热流经验关系式。     

大陆层控构造论盆－山系与造山带成因及演化新模式

大陆构造以受中地壳塑性层控制的盆－山系和冲叠造山带厚皮构造为主要构造类型，而与中生代以来才出现的受软流层控制的大洋岩石圈板块构造截然不同。由上地壳正断层上盘断陷盆地和下盘断隆山所组成的盆－山系，与地球自转速度逐渐变慢派生不同性质水平力和重力的共同作用有关。当地球自转速度突然变化时，将派生强烈的侧压力，使升降幅度较大、具有侧向应变空间的断陷盆地与断隆山之间的上地壳发生冲叠运动，盆－山系由此演变成冲叠造山带。后者对前者存在着严格的继承关系，服从于“升降－冲叠律”。中生代以来的盆－山系和冲叠造山带有的是板块活动产物     

从天文观测和生物节律论证古生物钟的可靠性

关于地球自转的速度,两百多年以来,天文学的观察计算积累了大量数据。1960年,Munk和MacDonald总结了前人的工作,肯定了地球自转角速度的长期的减慢。他们说:古生代开始的时候自转角速度比现在大得多;那时一天只有21小时。 天文学上这一论断是否正确无误,地球物理学无法验证。古生物学异军突起,找出了不容置疑的事实,有力地支援了天文学的重要发现。地球物理学家Runcorn(1970)表示欢迎。他说:“古生物学前来拯救地球物理学家”。     

大陆褶皱造山运动的星地碰撞成因

大陆褶皱造山运动具有突发性、全球同步性,以水平运动为主,主要表现在地壳上部且具有上强下弱等特征,除水平运动一项外,与基于地幔对流的板块构造理论缺少共同之处.想用板块构造理论解释遍布大陆地块内部的褶皱构造,在形位特征与动力机制上都有难以解决的矛盾.基于地球自转速度变化的地质力学理论,对之所做的定性解释颇为合理,但因其只靠地球收缩及潮汐引力等缓变力作为引起地球自转速度变化的动力来源,力量强度太小,不足以引发强大的褶皱造山运动,且有被海水运动取代的难题.揭示了星地碰撞可以为大陆造山运动提供足够强大的突发性动力来源,并简要阐明了其作用机制,可以解决地质力学所遇到的力源不足和被海水运动取代的两大难题,从而为大陆构造研究开辟了一个新境界.      

大陆层控构造论盆－山系与造山带成因及演化新模式

大陆构造以受中地壳塑性层控制的盆－山系和冲叠造山带厚皮构造为主要构造类型，而与中生代以来才出现的受软流层控制的大洋岩石圈板块构造截然不同。由上地壳正断层上盘断陷盆地和下盘断隆山所组成的盆－山系，与地球自转速度逐渐变慢派生不同性质水平力和重力的共同作用有关。当地球自转速度突然变化时，将派生强烈的侧压力，使升降幅度较大、具有侧向应变空间的断陷盆地与断隆山之间的上地壳发生冲叠运动，盆－山系由此演变成冲叠造山带。后者对前者存在着严格的继承关系，服从于“升降－冲叠律”。中生代以来的盆－山系和冲叠造山带有的是板块活动产物     

东秦岭地区石宝沟和火神庙岩体的时代及岩浆物质来源

东秦岭地区石宝沟和火神庙岩体的时代及岩浆物质来源杨荣勇徐兆文任启江（中山大学地球科学系，广州５１０２７５）（南京大学地球科学系，南京２１００９３）关键词东秦岭花岗岩岩体的时代岩浆物质来源东秦岭地区沿华北大陆板块边缘发育了大量的中生代花岗岩体，许多岩体...