大地水准面异常和非洲下地幔异常体的结构

根据南部非洲CMB上存在一尖锐边界S波低速异常体(超级地幔柱)的最新研究成果,利用地震层析成像及重力场理论,对该异常体的结构进行了探讨。通过建立模型,计算了该模型S波低速异常体所对应的密度异常产生的区域大地水准面异常,并将其和观测大地水准面异常进行对比。通过调整模型的几何构架、物理参数和力学平衡效应(流体静力学平衡及对流动力学效应所引起的核幔边界地形的起伏),寻找能够符合实际观测大地水准面异常的模型参数,最终得到非洲底部异常体的结构。单一的异常体模型计算结果表明,只有在选取低S波速度高密度异常时,模型预测大地水准面异常才能较好地吻合实际观测(EGM96)分布,由此可以推断,该异常体可能是高密度、低S波速的化学成分不同的异常体。但是当考虑全部地幔地震层析成像的数据,将其引入模型大地水准面异常的预测并且尝试一系列模型之后发现如果用简单叠加地幔地震层析成像数据和模型异常体对大地水准面的影响来预测该地区大地水准面异常,无法获得与观测大地水准面相吻合的结果。因而考虑更为复杂的动力学模型将是很有必要的。     

利用地震层析成像研究地幔非对称结构

利用Su,Vasco,Hilst,Grand等提供的地震层析成像模型，根据实验室结果外推得到的地震波速度异常与密度异常之间的线性关系，将地幔进行分层，网络化处理，计算了地幔各层异常密度，密度异常质心和全地幔密度异常质位置。结果表明，地幔密度异常表现出的总体特征是：整体地幔密度异常为负值，上地幔异常大，中，下地幔密度异常较小；地幔整体和多数分层密度异常质心分布在北半球。这一结果反映，现今地幔热动力学演化呈现出南半球膨胀和北半球收缩的非对称基本格局。     

对"地幔对流"的几点质疑

地幔对流被认为是板块运动的驱动力源，但板块说提出35年来，始终未能阐明地幔对流是如何推动板块运动的，也未能证明地幔对流的存在。相反，却有观测与实物证据证明地幔对流并不存在。对地幔对流提出的质疑与剖析，将有助于地球动力学研究思路的扩展。     

地幔动力学与板块俯冲

通过地幔粘滞性及粘滞结构、地幔热状态、地幔热生成三个方面,探讨了地幔物质发生对流的物理背景,并归纳出地幔对流模式热动力系统,在此基础上剖柏了地幔对流和现代板块构造的直接联系.     

地幔柱理论研究概述

本文介绍了地幔柱理论研究的一系列进展，诸如地幔柱特征、动力学模式及其一系列地质效应；阐明了地幔柱构造与板块构造的关系。地幔柱理论涉及的是地幄深部物质垂直运动的机制，其研究对于进一步了解地球深部动力学机制有重大意义。     

根据卫星重力位系数得到的岩石圈底面地幔流应力模式

本文利用GEM10B卫星重力模型提供的位系数及地幔流应力方程,计算了中国及邻区岩石圈底面的地幔对流应力。在计算过程中,对与地幔对流相关的重力异常场的波长范围的选取作了探讨,结果表明:2-11和12-36阶重力扰动位系数能够反映全地幔尺度和小尺度对流的某些特征,2-36阶位系数对于计算岩石圈底面上大、小尺度地幔对流的联合效应是必要的。     

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 ,其对流能量来源于下地幔 ,用热流体动力学基本方程得到的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流场模式和岩石层底部拖曳力场格局。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 ,特别是板块边界水平构造力可能产生的影响 ,作了进一步探讨。     

地幔对流、地球自转速度变化与板块运动

本文介绍了地幔对流、地球自转速度变化与板块运动的相互关系。     

板块差异漂移机制分析及其动力学模型

应用质点动力学原理,推导地出地幔流体在径向运移中受地球自旋惯性场作用而西移的速率及位移公式。根据地球自旋惯性系统特点设计地幔流体的２维实验模型,推导赤道面附近地幔流体的运动公式,并推广到３维。最后得出地壳块体被动西漂、地幔软流体环流及地球各层圈差速旋转等结论。     

从板块构造到地幔柱

板块构造学说和地幔柱假说是解释地球运动的两种大地构造动力学模式。本文总结了两种构造理论的基本观点和所解决的地学问题,阐述了存在的不足和局限之处。板块构造学说和地幔柱假说各有其独到之处,两者并不矛盾,在许多方面可以互为补充、共存;但也都有其内在的缺陷,尤其缺乏令人信服的直接证据,需要今后不断补充和完善。     

��ɽ����������鹹���ݻ�����ʯ�㶯��ѧ����̽��

?????????????????????????????????????????????????????鹹?????????????????????????????????????????????????????????????μ??W??????????強??????????????????????????????????????????????     

Application of Geoid Anomalies to the Tectonic Research in the East Asian Continental Margin

In this paper, we calculated multi-scale residual geoid anomalies with the method of geoid separation processing, according to EGM2008 ultra-high order gravity field model, remove-restore technique and Stokes integral. The East Asian continental margin was selected as the study area. The residual geoid anomalies have been calculated by programming. On the basis of residual geoid anomalies at various orders, the interlayer geoid anomalies at different depths were calculated to depict the spatial distribution characteristics of the residual geoid. Finally, we conducted a detailed geophysical interpretation for the study area according to the geoid anomalies in combination with other geophysical datasets. Four conclusions can be outlined as follows: 1) it is impracticable that geoid anomalies are used in the interpretation of the shallow objects due to the influence of the terrain; 2) the anomalies of residual geoid can reflect the intensity of small-scale mantle convection in the asthenosphere; 3) the interlayer geoid anomalies can reflect the magmatic activities associated with the mantle convection and mantle plume in different scales; 4) the study of the geoid may provide an approach for the research of the subduction zone, mantle convection and mantle plume.     

�ִ�����˶����������᣻�ϵ��о�

???????????????????????????鹹????????????μ?????????????????????????????????????μ??????????????????1?????????????????????????????2???????????????μ????????????γ???????￡???80??????????????????????????????????????????μ???????????????60???????3??????????????????????????????????????????????????????????????????????С??????????????????μ????????????????????????4???????????????????й?????γ??????????????????????????     

大地构造和海陆起源的内波假说（Ⅰ）──关于板块学说的若干问题及其思考

随着资料的积累，不断发现与板块假说相矛盾的事实：地震层析没有发现地幔对流的证据，却发现大陆克拉通具有４００ｋｍ深的“壳根”；海洋地质调查发现了一系列否定板块假说的重要证据，尤其是大西洋中多处发现古岩石，使海底扩张模型受到严重挑战；跨越扩张脊的一系列测量结果实际上否定了扩张假说。此外，作为学说重要支柱的地磁资料的可靠性受到怀疑，板块消减过程中洋底沉积层堆积被否定，大陆碰撞模式与陆上地质资料的不符，动力机制不明，板块模式不适于解释复杂的大陆地质而难以登陆等事实，已令板块构造理论陷入了深刻的危机之中。根据煤和蒸发岩的地史分布等资料，说明一个海陆相对固定的大地构造模型更符合实际。通过对大地构造假说发展史的分析和研究，并借鉴天文学中太阳系的发现史，认为新假说的建立必须从确凿的地质现象，而非多解性的资料和推断出发。由此提出大地构造和海陆起源的内波假说。     

重力场与地幔流应力场

视地幔为牛顿粘滞层状流体,根据流体力学导出地幔流体动力学基本方程,并以此通过对重力场和岩石圈底面地幔流应力场的研究,得到两种力场的重要关系,从而获得利用地面或卫星重力资料确定岩石圈底面地幔流应力场的新公式。文中从详细推导到结论分析说明了该公式克服了Runcorn模式的三个缺陷。