岩石圈流变学研究进展

岩石圈流变学的目标是研究岩石圈物质的变形、流动及其机制。７０年代以来高温高压岩石力学实验和地热研究的丰硕成果,推动了该分支学科的进展。Ｒａｎａｌｉ等（１９８７）建立了７种岩石圈流变学剖面,并论述了岩石圈的流变学分层特性。此后,一些学者对不同地区的岩石圈做了研究,获得了类似的结果,建立了岩石圈流变学分层理论。运用这一理论,能解释地球科学许多分支学科所研究的不同尺度的构造现象。因为岩石圈的结构分层和流变性质,控制了大陆构造的形成演化,尤其是大陆构造变形。最新研究表明,一系列深成构造作用,如下地壳韧性剪切、造山带演化晚期或造山期后重力塌陷和莫霍面松驰等,与下地壳软化和塑性流动密切相关,而中上地壳（或汇聚带上地幔最上部）脆性域控制了地震震源的分布     

我国地震的现今地球动力学研究的进展与方向

本文从活动构造、大陆地壳形变与现代地壳运动、地震活动区与大震震源区的深部探测及动力学、大陆强震区的地壳介质结构与地震成因、构造的物理及数值模拟、大陆岩石圈动力学以及地球动力学模型研究七个方面扼要介绍了近年来我国开展的与地震有关的现今地球动力学研究进展和取得的一系列新认识以及研究动向。在此基础上提出了微动态地球动力学，上地幔的非均匀性、深浅部构造关系及其动力学和地球动力学模型的理论研究三个应该优先发展的研究领域。     

中国地学热点研究区几个地学问题的探讨

中国(大陆及其周边地区)一直是全球地学研究的前沿阵地,是全球陆-陆碰撞造山、海洋岩石圈俯冲和古大陆岩石圈演化动力学研究的理想实验室。几十年来,地学家们通过地质调查与地球物理、地球化学等相结合的研究,取得了许多新进展与新发现。笔者对青藏高原、西太平洋俯冲带、华北克拉通和南北地震带等地区多年来一直存在争议的几个重要地学问题进行了简要的总结,并从地震学的角度出发,对问题的解决提出了粗浅的见解与看法。     

岩石圈根拖曳作用在青藏高原西部和东部造山中的比较研究

根据地球物理探测资料,基于二维模型,利用黏弹性有限元方法,研究青藏高原西、东剖面的地壳均衡和岩石圈根拖曳的构造应力机制.数值模拟结果表明,青藏高原西部（B B′剖面）的造山水平挤压力主要来源于岩石圈根的向下拖曳,印度板块向北挤压为次要因素,形成“山隆盆降”的地表形态;而青藏高原东部（A A’剖面）岩石圈根向下拖曳还不足以形成硬上地壳中挤压造山的主要力源.对比结果认为,青藏高原的深部层圈结构和应力体系在西、东部存在明显的差异,反映了高原内部造山演化的西、东分异特征.     

我国深部探测技术与实验研究进展综述

深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe,2008-2012)是我国历史上实施的规模最大的地球深部探测计划.专项开展了全国4°×4°、华北和青藏高原1°×1°的大地电磁阵列观测,建立了全国地球化学基准网(含78种元素),完成了青藏高原、华南-中央造山带、华北和东北等四条超长深地震反射剖面,部署了罗布莎、金川、腾冲、南岭、庐枞和铜陵等大陆科学钻探实验,开展了青藏高原东南缘和华北地区地应力监测;在我国东部长江中下游和南岭成矿带开展的矿集区立体探测卓有成效.同时,专项还开展了岩石圈三维结构与地球动力学数值模拟、大陆地壳结构与演化的综合研究.专项全面实施以来,已经完成约6000 km的深地震反射剖面,成功研究、实验了地壳与地幔深部探测的一系列技术方法,积累了丰富经验,极大地加快了我国深部探测的进度,在国内外产生了强烈的反响.专项实现了技术组合创新、技术进步与重大科学发现的并举,适应我国地质地貌条件和地壳/岩石圈结构特征,初步形成了具有不同层次、不同尺度、不同精度探测空间组合的深部探测技术方法体系,建立了若干各具地质特色的探测试验基地.专项实验已经取得了一系列重大突破与重要成果,深部探测关键仪器装备自主研发获得重大突破,为全面开展地壳探测工程的组织实施奠定了必要的技术基础.     

中国东、西部两类盆地岩石圈热-流变学结构

根据中国东部苏北盆地、渤海湾盆地济阳拗陷和西部塔里木盆地岩石圈热－流 变学结构研究结果,分析了两种类型盆地岩石圈热－流变学结构特征与构造演化的关系． 结果表明岩石圈热－流变学结构特征直接反映了岩石圈的地球动力学特性．在不同的地 球动力学环境下,盆地成因类型和构造演化差异性与岩石圈热－流变学结构所反映的地 球动力学特性的差异性密切相关．     

中国东、西部两类盆地岩石圈热-流变学结构

根据中国东部苏北盆地、渤海湾盆地济阳拗陷和西部塔里木盆地岩石圈热－流 变学结构研究结果,分析了两种类型盆地岩石圈热－流变学结构特征与构造演化的关系． 结果表明岩石圈热－流变学结构特征直接反映了岩石圈的地球动力学特性．在不同的地 球动力学环境下,盆地成因类型和构造演化差异性与岩石圈热－流变学结构所反映的地 球动力学特性的差异性密切相关．     

南北构造带岩石圈结构与地震的研究

南北构造带是中国大陆东西部大地构造的主要分界,也是大陆内部强烈地震发生的主要地区之一.2008年汶川MS8.0地震发生后,在南北构造带及周边地区进行了大量的野外科学考察、深部地球物理探测和流动地震观测,在岩石圈结构与构造、强震发生的深部构造环境和动力学过程等方面获得了重要的进展.本文综述近年来发表的一批研究成果,包括岩石圈结构的深部地球物理探测和成像,地震层析成像,地震各向异性和壳幔变形,与近期发生的强烈地震相关研究,以及与大陆动力学有关的研究等.自2000年以来,我国建成了具有1000多个地震台站的国家和区域地震台网.它们在实时为地震监测服务的同时,其产出的海量数据还提供用于地球科学研究.一批作者在国内外发表了研究成果,大大提高了对南北构造带的认识.我们虽然取得许多共识性的重要成果,但是也存在一些问题,发现不同作者的结论是相互矛盾的.其原因之一可能是,现有台网的数据成像分辨率和精度仍不足以识别在地壳深处的细节,例如在孕震尺度概念下的地震危险区.加强流动地震观测,提高台站分布的密度,取得高可信度的目标模型是解决问题的重要方面.近年来"中国地震科学台阵观测"计划在南北构造带上实施的大型流动台阵观测,结合固定地震台网的资料,加上高分辨率深部地球物理探测,以获得高可信度的地壳上地幔三维精细结构及物性成像,是提高地震科学和大陆动力学研究水平的一个有效途径.     

利用S波接收函数研究华南块体的岩石圈结构

本文基于跨越华夏块体至四川盆地西部的130个线性流动地震台站及其附近90个固定台网台站的观测资料,采用S波接收函数波动方程叠后偏移方法,开展了华南大陆岩石圈结构研究.成像结果显示,研究区岩石圈结构复杂,不同构造单元之间差异显著,构造边界带附近小尺度变化强烈.150 km以上的厚岩石圈主要位于四川盆地,不足100 km的薄岩石圈主要分布于川东褶皱带和华夏块体.雪峰山下方岩石圈厚度显著增加,且以雪峰山为界岩石圈结构和性质存在着显著的东西差异.结合其它地球物理观测得到的地壳-上地幔结构信息,我们提出：（1）四川盆地还保留着厚而冷的克拉通岩石圈根,且岩石圈地幔具有结构分层特征;（2）雪峰山可能是扬子克拉通与华夏块体在西南部的边界;（3）雪峰山以东区域可能经历了岩石圈的减薄和改造,且华南岩石圈的减薄与华北相似,都主体发生在东部地区,造成现今南北重力梯度带两侧强烈的结构差异.研究结果为认识华南大陆的构造演化及其深部动力学提供了地震学约束.     

第29届国际地震学和地球内部物理学大会概况

第29届国际地震学和地球内部物理学协会（IASPEI）大会于1997年8月18日至28日在希腊沙洛尼卡市举行,40多个国家和地区的800余位学者出席了大会．中国国家地震局、中国科学院、中国地质矿产部和大专院校31名地球科学工作者参加了大会．大会收到论文摘要约1500篇,共设46个专题．有关构造物理学共有464篇摘要（占会议全部摘要的32％）,主要课题有：大陆地壳和岩石图模型,俯冲带,地球的结构与演化,岩石圈构造、地球动力学过程和各向异性,深俯冲板片的结构和动力学,活动构造地区的地热、地震构造和地震活动性,大陆及海洋岩石圈的热状…     

地幔对流拖曳力对中国大陆岩石层变形的影响

采用较为符合实际岩石层变形的非线性幂指数本构关系,基于ANSYS有限元平台, 模拟了近20万年来中国大陆地区地表运动及演化过程,探讨了印度板块挤压作用和地幔对流拖曳力各自对于中国大陆地区地表形变运动格局的影响.模拟结果与观测数据的比较表明：在印度板块的挤压和地幔拖曳力联合作用下,中国及东亚大陆岩石层运动形变模式能够和现代GPS观测有较好的吻合; 印度大陆和欧亚大陆的碰撞以及印度大陆的持续向北推进、挤压所产生的应力环境,一直主导了以青藏高原为核心的我国西部地域岩石圈构造、运动和演化,但其影响随着远离青藏高原地区而逐渐变小;地幔对流产生的作用于岩石层底部的拖曳力是中国大陆（特别是远离碰撞带）岩石层运动构造变形的重要驱动力.然而在构造复杂和东部靠近太平洋板块的区域,模型预测结果和GPS观测还存在一定的差距,这说明在未来的中国大陆岩石层变形运动的数值模拟中,应当采用更为复杂的构造模型和驱动力因素.     

稳定的鄂尔多斯地块在整体运动吗?

以华北地区三维流变结构和活动地块划分为基础,结合速度结构、热结构等其他地质地球物理资料,建立起一个与实际情况较为相符的三维黏弹性体模型,在GPS速度场约束下,本文实现了华北及其邻近地区岩石圈动力学三维数值模拟.通过与GPS速度场及计算的欧拉极参数的拟合对比分析,详细论证了鄂尔多斯地块数值模拟结果的可靠性,并印证了鄂尔多...     

Thermal structure about southwest sub-basin of South China Sea

There are some factors, such as the topographic relief, sedimentary thickness and thermal conductivity, magmatic activity and thermal cooling, influencing the seafloor heat flow and the evolution of lithosphere structure in southwest sub-basin (SWSB), South China Sea. On the base of the geological structure characteristic of SWSB this paper will discuss some other factors including thermal anomaly area, dike produced by magma intrusion and lithosphere relief, by modeling and calculating. Calculating results indicate partial areas where temperature is higher than vicinity in the lithosphere, which we call thermal anomaly here containing thermal anomaly area and dike in this paper, could decrease heat flow below, increase above, and gradually increase to two sides; heat flow in upwelling parts of lithosphere is usually higher than sinking parts, and in the middle is of a gradual transition.     

华北克拉通东部地壳与地幔盖层结构——长观测距深地震测深剖面结果

利用文登—阿拉善左旗长观测距地震宽角反射/折射剖面东段资料,辩识出4组地壳震相和3组地幔盖层震相.采用二维射线追踪走时反演和正演拟合交替计算方法,得到了包括鲁东隆起和华北裂陷盆地在内的地壳和地幔盖层二维速度结构.研究结果表明:华北裂陷盆地基底深达6km以上,研究区壳内界面C1埋深约15km,C2界面深约25km,Moho面平均埋深约35km.上地壳速度6.0~6.1km·s-1,且横向变化较大;中地壳速度相对均匀约为6.2~6.4km·s-1;下地壳速度为6.5~7.0km·s-1,速度梯度较大.地壳平均速度与隆起和坳陷构造相关.研究区岩石圈底界面一般为75~80km,西端接近太行隆起构造时深至90km左右,向西呈明显加深趋势,地壳厚度呈现相同的增厚特征.地幔盖层上部速度8.0~8.2km·s-1,具明显正梯度特征.岩石圈平均速度在郯庐断裂带附近显著偏低.PmP和PLP震相存在不同程度的复杂性,意味着在本地区Moho界面和岩石圈界面有较为复杂的结构,可能具有一定厚度或过渡带性质.结合其他研究结果认为,地幔盖层和下地壳速度梯度、界面性质差异与华北克拉通破坏相关,意味着破坏是一个渐变、缓慢和不均匀的过程.郯庐断裂带附近的低速应是其为软弱带的证据.     

叠合盆地构造热演化模拟方法研究——以江汉盆地为例

基于地球动力学的构造-热演化方法是沉积盆地热史研究的重要方法之一.本文以江汉盆地宜随大剖面为例,采用平衡剖面方法对叠合盆地复杂、漫长的演化历史进行构造恢复,采用多期有限拉张-挤压应变速率法进行古热流反演,最后得到盆地的古地温场.由此,建立了构造恢复—盆地基底热流反演—岩石圈尺度温度结构—沉积盆地尺度温度结构的多期伸展、挤压模型的热模拟方法流程,实现了岩石圈尺度的热模拟与盆地尺度的热模拟相结合.     

唐山7.8级强震孕育条件及前兆场时空演化的三维数值模拟计算与分析

首先对由深部地震测深剖面观测综合归纳出一个华北地区岩石圈１２层三维非均匀实际模型在承受和不承受来自底面的上拱力条件下的应力场进行了数值模拟计算，并根据计算结果对唐山地震孕震条件及长期前兆进行分析研究。     

大陆岩石圈流变学研究进展

大陆岩石圈流变学是固体地球科学领域的基本问题，也是理解大陆变形的动力学过程和构造演化史的关键.本文对近年来大陆岩石圈流变学的研究进展进行了综述.重点讨论大陆岩石圈流变学的纵向分层和横向分块特性及流变学与地震活动性、壳－幔解耦及下地壳流动变形的地球动力学意义和中国大陆地区岩石圈流变学研究状况.最后，对大陆岩石圈流变学研究存在的问题和未来的研究方向做了一定的探讨和展望.     

Lithosphere types in North China: Evidence from geology and geophysics

Deep-seated materials from lithosphere are the ba- sic parameters and the foundation for geodynamic and continental dynamic studies. Division of lithosphere types and their deep-seated materials and structure can provide important evidence in interpreting the com- plex phenomena derived from the processes of forma- tion and evolution of continents, in evaluating the mineral resource potential, in predicting geological disasters and in the research of the continental dy- namic process. Huge lit…     

中国边缘海岩石层结构研究

本文以中国边缘海——东海与南海为研究对象，在体波与面波数据层析成像结果基础上，结合重磁及莫霍深度反演结果，对中国边缘海的地壳分布特点、岩石层结构进行了研究．同时对东海从陆区一直到琉球岛弧的地壳变化进行了总结与讨论，并提交了层析成像与位场反演的结果．认为中国东海地区的重力场具有“东西分带”的特点源于深部结构，而冲绳海槽盆地的形成应与大洋板块的俯冲后撤作用有密切关系．同时认为，菲律宾岛弧具有较特殊的结构，莫霍面下凹，上地幔顶部有较低速度的片状体存在，根据判断，南海与太平洋板块沿菲律宾岛弧在这里呈现出对冲的特点。