地震层析成像之密度异常驱动地幔对流模型

地震层析成像展现了地球内部横向不均匀性，其描述的地幔结构正是地幔演化热动力学过程的现代表现。然而，如何利用这些最新的观测成果去研究地球特别是地幔的动力学过程是对地球动力学研究的挑战，建立了地幔密度异常（温度异常）直接驱动地幔对流的新方法，并利用现代地震层析成像模型计算了对应的地幔对流的格局，探讨了其和全球构造相关的地幔问题。结果表明，在单层地幔粘滞结构条件下，对流格局仍然以全地幔大尺度对流为主体；所发展的理论和方法可以适用于不同来源的地幔层析成像的数据，可以用于探讨不同边界条件和地幔参数对应的地幔对流模型，也可以用于使用大地水准面异常检验对流模型。     

松辽盆地深部储层钠质交代热液蚀变特征

随着松辽盆地油气勘探研究的不断深入，发现深部地层普遍存在着强烈的碱交代热液蚀变作用，由此切入，对有关热液蚀变矿物及其热液来源、热液和地幔流体的关系，以及地幔流体与油气成因等问题的研究，取得了一系列新的认识。尤其是发现了越来越多的天然气藏，其地球化学指标显示为幔源特征；发现含稀土的氟碳钙铈矿化和钠质交代蚀变有密切联系，从而推动了对地幔流体和油气储藏的新一轮研究热潮。     

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。     

利用改进模拟退火算法反演甘肃兰州地区地幔转换带导电模型

地磁测深一维反演可以获得地磁台站下方地球深部电导率结构。将改进模拟退火算法应用于地磁测深数据的反演,并将基于反演过程中的所有优质解进行统计分析得到的期望值作为模型最优解。地磁测深合成数据的一维反演测试结果表明:对于无噪声的理论数据,传统模拟退火算法可以恢复出真实的电导率剖面;存在噪声时,相较传统模拟退火算法,改进模拟退火算法可以有效克服噪声影响,并在噪声低于可接受的水平时,得到非惟一模型参数的可靠估计结果。对兰州台站的实际数据反演结果表明:在地磁测深敏感的深度范围内获得了与前人一致的电导率剖面;但是在地幔转换带下层,反演得到的电导率偏低。结合岩石物理实验结果,推测兰州地区地幔转换带下层可能是干冷的,周围地区深部地幔柱可能影响不到兰州地区深部热状态。     

俄远东、中国东北的构造特点及岩石圈深部的不均一性

俄罗斯远东和中国东北前新生代可划分为８个大地构造单元。区域地质、深部地质、地球物理及新构造研究表明，地壳和地幔深部的不均一性反映了该区主要构造单元的深部构成和大地动力学等方面的特点。地热和地磁资料表明，远东地区软流层顶部具有起伏形态的特点，最大深度２００～２５０ｋｍ，浅部仅１００～１４０ｋｍ，松辽盆地７５～１００ｋｍ；在中国东北及亚太过渡带上地幔低速层厚度在０～１００ｋｍ之间变化，计算数据表明，本区地壳厚度为３０～４４ｋｍ，变化幅度为１４ｋｍ。     

青藏高原东南缘壳幔结构探测研究新进展

青藏高原东南缘的岩石圈变形特征和动力学过程显著不同于以正向碰撞为主要形式的青藏高原本体。其变形样式在地壳浅部以侧向滑移为主,并伴随一系列尚待揭示的深部过程。毫无疑问,青藏高原东南缘的岩石圈结构探测研究是理解青藏高原碰撞造山、深部动力学过程不可或缺的重要环节。而揭示与侧向碰撞变形的深部过程相伴生的成矿带的岩石圈三维结构和深部动力学背景,对大陆碰撞成矿理论框架的完整性至为关键。通过对青藏高原东南缘的壳幔结构探测研究成果和基本认识进行了较系统的梳理,重点介绍青藏高原东南缘及邻区深部结构地震学探测研究近十几年的新进展、新认识,主要涉及壳幔结构的天然地震成像、人工源地震探测剖面和深部动力学等研究方向,供对青藏高原地学研究感兴趣的地质科研人员参考。     

东非裂谷Turkana坳陷新生代构造演化及动力学

作为威尔逊旋回萌芽阶段的典型陆内裂谷,东非裂谷是研究板块构造运动学和动力学的天然场所。新生代东非裂谷东支Turkana坳陷受前寒武系基底先存构造及中生代裂谷活动的影响,分析其演化及动力学机制,对进一步深入认识大陆裂谷演化过程具有重要的意义。基于低温热年代学、钻井及野外露头资料,结合地震资料解释和断层活动性分析,重新厘定了Turkana坳陷新生代裂谷演化时序,将新生代裂谷演化过程分为4个阶段,裂谷演化具有"南早北晚,先宽后窄,向东迁移"的特点。通过探讨裂谷发育的成因模式,认为新生代裂谷演化整体上受控于先存构造和地幔柱的联合作用,地幔活动迁移影响着火山及裂谷活动的迁移,并导致了裂谷发育模式和动力学机制的变化。      

宾川-丽江地区二叠纪玄武岩岩石地球化学特征及其成因

通过对云南省宾川-丽江地区岩石学和地球化学研究,系统阐述了玄武岩岩石地球化学及其岩浆活动特征.认为研究区玄武岩可划分为高镁、低镁和过渡3个系列火山岩,其岩石地球化学性质呈现递变性,富集轻稀土和大离子亲石元素,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,为板内拉张玄武岩.同时运用现代岩石成因理论探讨了玄武岩的地幔源区特征、岩浆过程及可能的形成机制.运用多个玄武岩大地构造环境判别图解,确定玄武岩形成于大陆拉张环境,与地幔柱活动有关.起源于地幔柱的岩浆与岩石圈相互作用,经历不同程度的壳源混染,形成系列玄武岩.     

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。     

俯冲带的碳循环及其对地球深部动力学过程的启示

俯冲带的碳循环不仅在维持地球表层和地球深部之间的碳平衡方面起着关键的作用,而且还和许多重要的地球深部动
力学过程密切相关。热动力学数值模拟和高温高压实验的研究结果表明,俯冲大洋板片中的大多数碳酸盐能够在弧前和弧下深
度幸存下来,从而进入更深的地幔中。在地幔过渡带,因为板片滞留所带来的热松弛效应将使幸存下来的碳酸盐以熔体的形式释
放出去,其独特的物理化学性质使这些熔体构成了一种有效的交代组分。考虑到地幔过渡带的氧逸度特别低,那些进入未经交代
地幔中的碳酸盐熔体将变得不稳定而被还原成其他形式。不过在随后地幔对流上升的过程中,这些被还原的表壳碳又会因为氧
逸度在某些临界深度发生突变而氧化熔融,这也许可以解释地幔不同深度所存在的某些高导低速体和地震波各向异性等现象。
作为洋壳俯冲的后续过程,陆壳的深俯冲作用也可以将表壳碳带至地幔深处,例如超高压大理岩和碳酸盐化榴辉岩的广泛产出就
是最好的证明。超高压变质岩中金刚石的产出表明其构成了表壳碳在地幔深处的一种重要赋存形式,研究显示其形成过程和富
碳熔体、流体的活动密切相关。虽然前人针对俯冲带的碳循环已经取得了若干研究进展,然而仍有大量的科学问题亟待解决。最
后就一些关键性的问题进行了列举说明,并对未来的研究方向进行了展望。      

试论旋扭构造形成的地球动力学模式——以欧亚旋扭构造体系为例

形成旋扭构造的动力可概括为五个方面:地块随着地球自转速率的变化,局部发生的旋扭;漂移在软流圈之上的地块遇到上拱的“热柱”受到局部牵制而旋扭;地幔熔融体物质对流循环产生蠕动式旋扭;岩石圈拖曳牵动引起旋扭;重力控制下密度分异所引起的水平漫流碰接于上升物质而旋转。欧亚大陆上分布着涡轮状、帚状、莲花状、连环状等各种旋扭构造。     

胶西北金矿集中区亚热柱幔枝构造成矿研究

胶西北是我国最大的黄金矿集区,不仅黄金储量巨大,而且成矿时间集中（115±5)Ma。研究认为燕山运动以来,华北东部地区进入了地幔热柱演化阶段;胶西北形成了莱阳地幔亚热柱及其外围郭家店、艾山、盘石店等幔枝构造体系。深源含矿流体通过地幔热柱→地幔亚热柱→幔枝构造→有利构造扩容带,迁移到幔枝构造的脆韧性韧脆性剪切带、侵入岩体的内、外接触带、密集的构造裂隙带、各种脉岩与围岩的接触带等有利部位集聚成矿,从而构成以幔枝构造为中心的金成矿密集区。该文以郭家店幔枝构造研究为例,分析了成矿作用,归纳了成矿模式。     

克拉通岩石圈地幔的形成与破坏:大洋板块俯冲的贡献

克拉通是地球上最古老的大陆地块。克拉通之所以能够长期稳定存在,主要是因为它具有巨厚、刚性的岩石圈地幔。古老克拉通岩石圈地幔具有高度难熔(富Mg、贫Fe)的特点,其密度较下伏软流圈小,能够“漂浮”在软流圈之上而长期存在。古老克拉通岩石圈地幔是在地球早期壳幔分异之后形成的,其形成可能与大洋板块的俯冲作用密切相关。典型的克拉通没有大规模的火山活动和大地震,因此,传统理论认为克拉通是稳定的。然而,越来越多的研究表明,克拉通并非一成不变,它会被改造和破坏,从而失去稳定性。造成克拉通破坏的原因是大洋板块的俯冲作用。在大洋板块俯冲触发的地球深部动力学过程中,克拉通赖以稳定存在的刚性岩石圈地幔遭受改造和破坏,岩石圈地幔的物质组成和物理化学性质发生转变,进而导致克拉通的破坏。     

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.     

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热幔柱构造与地核热能

地核内部的压力和温度比以前人们的设想高得多。地核加热部分下地幔使之在地幔中升起形成热幔柱。有些热幔柱穿透岩石圈在地表形成热点，其余热幔柱消溶在上地幔形成热室。这是上地幔在结构和温度上不均匀的原因．也是激发控制全球变化的头等重要因素。     

浙江前寒武纪超基性岩和古构造格局分划

沿浙江诸暨石角、陈察分布的前寒武纪超基性岩分别为绍兴一江山对接带古洋壳下覆含水地促残留作和华夏古地体原始地侵高温底辟侵入体。两地超基性岩结构构造的独特性,与所处古地质构造单元之间推覆超法的运动学性质有关。岩体在地质特征和宕石化学、矿物化学等的明显差异,以及由此引致的特殊的成因条件,是分划两个不同古地质构造单元的依据：石角、陈蔡超基性岩体,应分别属于不同威尔逊旋回,同一俯冲阶段的前寒武纪上地幔深部成因的侵入岩。     

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。