38亿年前就有板块运动

日本东京大学基础部副教授丸山茂德等人组成的地球史研究小组已找到38亿年前就有板块运动的证据。他们于1990—1991年期间对有着40—35亿年前岩石的加拿大中部和东部、澳大利亚西部以及格陵兰岛进行了实地调查。格陵兰岛西部伊斯亚(译音)地区的岩石虽然受到了热等变质作用,但若仔细调查,则可发现岩石下部是由海底喷出的岩浆冷却凝固的     

华北地区地震和深部构造关系及其破裂机制探讨

华北地区的地震活动格外活跃, 其地壳深部构造的独特性决定了其地震活动性。 多条地学断面和地震剖面等地球物理研究表明, 华北地区的地震带(即活动构造带)一般均存在低速体或上地幔上隆; 华北强震区的地球物理详细勘测发现, 强震区也都存在低速体或上地幔上隆。 应用应力摩尔圆和库伦破裂准则, 利用上涌模型和地壳减薄模型研究地壳岩石破裂机制, 结果表明, 存在上地幔上隆和低速体的地区的地壳岩石比其它地区更易于发生破裂。 华北地区的地壳深部构造决定了地震的空间分布格局。     

努尔教授及其主要学术成就

1.努尔教授其人努尔(Amos M. Nur)是美国斯坦福大学Wayne Loel地球科学教授席位终生教授和地球物理学教授。其主要研究领域包括岩石物理学和岩石力学及其在地震波传播、地球物理勘探、油气储量解释与石油采收率的地震观测,以及地壳演变进程等学科的应用。努尔教授自1969年以来先后发表论文约200篇,并与合作     

原始地壳成分的初步探讨

原始地壳物质组成的研究一直是地球化学家所关注和重视的领域.然而,由于地球缺失了最初7亿年左右的地壳,这一地质记录的中断大大加难了人们对原始地壳成分的研究,从而亦影响人们研究壳幔演化的历史.根据球粒陨石形成环境、氧同位素值、FeO/(FeO+Mgo)比值以及地球核幔质量比和地     

高温高压岩石三轴蠕变实验系统(固体传压介质)

本文介绍了一种用于高温高压岩石三轴蠕变实验的装置,并对其技术性能、实验精度、操作程序和可靠性等方面作了讨论.本文认为,这套实验系统为研究地壳高温高压条件下的岩石力学性质、流变性和地球动力学过程,提供了有力手段,使我们在探索地壳岩石变形规律中,能够考虑更多的因素.      

利用气枪地震资料研究燕山隆起带南部地区地壳S波速度及泊松比结构

泊松比是了解地球内部介质的一个重要参数,在地震学上可以通过P波和S波速度的比值来确定.但是传统人工地震测深采用的炸药等爆破源产生的S波较弱,难以用来研究泊松比结构.对2006年河北省遵化市上关湖水库大容量气枪试验产生的地震数据进行研究,发现气枪震源能够有效地产生S波.根据偏振分析,认为S波主要是气枪产生的P波在水库底部固液界面转换产生的.波形拟合能够充分利用波形和走时信息,是研究地下结构的一种有效的方法.对气枪产生的S波进行波形拟合,获得了燕山隆起带南部地区地壳的S波速度模型,并对比修正后的P波速度模型,进一步得到了该地区的泊松比结构.研究表明:1)该地区的地壳厚度约为33km.2)该地区地壳整体泊松比值偏低,上(0～14km)中(14～28km)下(28～33km)地壳以及上地幔顶部(33km附近)的泊松比平均值分别为0.25,0.25,0.27,0.27.上地壳和中地壳可能以长英质的酸性岩石为主,下地壳和上地幔顶部可能以铁镁质的基性岩石和中性岩石为主.3)该地区上下地壳各存在一个低速层,它们可能主要是流体作用的结果.     

水位潮汐周日波高值异常与中强地震的关系

地球对引潮力产生的响应反映了其内部的物性特征.潮汐观测值反映地壳在潮汐作用下发生的微形变场变化,通过对地壳介质物性参数(潮汐因子、相位滞后)的计算,分析地震前地壳岩石弹性变化,判定其由线性进入非线性状态的短期阶段.这一理论有助于追踪震源区的非线性应变过程,从而判定非线性系统失稳前兆.     

多学科(GGE)研究地壳结构和震源区的方法探讨

就采用地球物理探测、地质岩石学分析和高温高压实验(GGE)综合研究区域地壳细结构和确定地震震源区的可能性和方法作了探讨,并以临汾地区为例,给出了实施过程中的一些具体考虑.这些考虑包括:通过地球物理探测建立地壳、上地幔的速度、电性、密度、磁性和热等结构,给出深部的温压分布等;通过地质调查、钻探和岩石学分析确定沉积层的性质与厚度、结晶基底的组成,推测深部物质的状态,选取典型样品等;在模拟深部温压条件下,通过对岩石波速、电性和密度等的测定和与地球物理结构模型、地质岩石学结构模型进行综合比较建立区域地壳三维结构,通过对岩石力学行为的实验测定与了解,选择发震判据,确定潜在震源区.     

中地壳的水和水岩相互作用实验及其地球物理涵义

本文重点报道了高温高压下流体与流体-岩石相互作用实验结果,提供了中地壳条件下流体性质和水岩反应速率数据.这些数据有助于理解中地壳的一些地球物理现象.作者进行了25℃~435℃和22~39 MPa条件下水-岩相互作用反应动力学实验.同时,研究水在近临界区至超临界区的性质.一般地说,中地壳大致位于10(15)至25 km的深度范围.各地的地壳厚度不同,但是中地壳高导-低速层的深度范围十分相似.中地壳的顶界温度处于300℃,底界大致为450℃范围,压力高达200 MPa以上.流体-岩石相互作用实验表明:硅酸盐矿物和岩石的硅最大溶解速率出现在300℃~400℃.此时,硅酸盐矿物格架解体.通常,地壳里普遍存在水、流体.地壳构造活动导致断裂空隙、减压、流体流动.这时,有可能导致中地壳处于300℃~450℃流体的压力减低,由超临界区进入临界态、亚临界态.这会引发强烈流动的水与岩石相互作用.溶解反应导致岩层的硅淋失,硅的强烈淋失又会导致硅酸盐矿物格架解体,岩石崩塌.同时,进一步促进流体的流动.实验表明300℃~400℃下的强烈水岩相互作用促进了岩石破坏,并有可能影响岩层的地球物理性质,如高导层出现.另外,实验和理论研究表明处于300℃~400℃流体具有高电导率性质.这些水岩相互作用会使中地壳出现高导-低速层.     

毫米波技术为地球深部钻探带来突破

正2016年4月12日,麻省理工学院(Massachusettes Institute of Technology,MIT)官方网站报道了来自该校等离子体科学与融合中心(Plasma Science and Fusion Center,PSFC)的研究人员利用回旋振荡管开发出的一种新技术,其利用毫米级射频波穿透坚硬的岩石,使岩石融化、蒸发。该技术将不仅能加深对地壳钻探的深度,还可以对岩石成分进行分析。对于地球深部资源的勘探和开发具有重要意义。地球深部具有丰富的地热资源,其能量     

大陆俯冲带两类壳幔相互作用

板块俯冲作用是实现地壳与地幔之间物质和能量转换的重要机制,俯冲带岩浆岩是研究地壳物质再循环及其壳幔相互作用的重要载体.本文通过对红安-大别-苏鲁造山带和华北东南缘碰撞后镁铁质岩浆岩的同位素年代学和地球化学的系统总结,概括出两种类型的大陆俯冲带壳幔相互作用,对应于两类地球化学性质截然不同的镁铁质火成岩.第一类岩石显示弧型微量元素分布特征(富集LILE,LREE和Pb,亏损HFSE)和相对富集的放射成因Sr-Nd同位素组成,而第二类具有OIB型微量元素分布特征(富集LILE和LREE,HFSE不亏损)和相对亏损的放射成因Sr-Nd同位素组成.它们都具有变化的且不同于正常地幔的锆石O同位素组成,含有残留的地壳锆石.这些地球化学特征表明,这两类镁铁质火成岩来源于不同地球化学性质的地幔源区,其中第二类岩石的地幔源区是先前俯冲古洋壳来源的熔体与上覆新生岩石圈地幔反应形成的,而第一类岩石的地幔源区是随后俯冲的华南陆壳来源的长英质熔体与上覆华北古老岩石圈地幔反应形成的.因此,在大陆俯冲带存在两种类型的壳幔相互作用,碰撞后镁铁质岩浆岩为大陆碰撞造山带不同类型的板片-地幔相互作用提供了岩石学和地球化学记录.     

祝贺<地震地磁观测与研究>创刊20周年

地震学和地磁学都是观测的科学.在近代历史上,地震学和地磁学的每一项重要的发现,每一步重大的进展,无一不是与缜密的观测和深入的研究直接或间接联系的--从1906年地核的确认到1936年地球内核的发现,一直到最近(1996年)宋晓东和Richards发现地球内核自转比地幔、地壳自转快(约快1.1°/年);从地球磁场的发现到地球非偶极子磁场"西向漂移"(约0.2°/年)的确认,直到古地磁磁极在地球表面上的迁移为大陆漂移提供了令人信服的证据;无一例外.     

地幔地球化学:洋岛玄武岩制约

对地幔的地球化学研究为理解地球的形成和演化、其内部结构以及地幔动力学提供了重要制约.全地球的成分是通过由地幔岩石与球粒陨石对比所得到,并由此引出了球粒陨石质地球模型.这个模型认为地球难熔元素比例与球粒陨石相同,但挥发份相对亏损.洋岛玄武岩可能是源于地幔柱深部成因,进而成为研究深部地球的独特途径.洋岛玄武岩同位素组成变化可用有限几个地幔端元(例如,DMM、EM1、EM2和HIMU)来描述,由此用来解译重要的地幔过程.地壳物质通过俯冲和拆沉进入深部地幔,对地幔不均一的形成起到了重要作用.然而,这些地壳物质如何由部分熔融所提取,例如洋岛玄武岩成因中贫橄榄石岩石的作用,仍是热点争论话题.高~3He/~4He地幔的位置和成因仍有争议,存在从下地幔未演化(或弱演化)的原始物质到浅部成因的高程度演化物质的看法,后者包括古老熔融残留、弧下镁铁质堆晶和再循环含水矿物.可能存在的核幔相互作用被假定为洋岛玄武岩中诸如放射成因~(186)Os以及Fe和Ni的富集之类地球化学特征形成的原因.诸如~(142)Nd、~(182)W和Xe同位素之类的短寿命核素的微小但重要的变化在古老和现代岩石中均有报道,这暗示地幔必须在地球形成后100Myr内即发生分异,而且地幔并未被对流所有效均一化.     

山西裂谷带地壳岩石波速的研究

通过实验建立了岩石成分与波速的关系,波速和岩石的各向异性,矿物相变在波速曲线中的反映以及实验温度和压力对波速的影响,尤其得到了高温下的新资料.用实验数据结合地球物理、地质资料建立了山西裂谷带与相邻太行山隆起区地壳各层圈的物质组成,对比说明,两构造单元下地壳的岩石组成是不同的.最后分析了盆地下地壳中部的组成、水和环境条件,认为低速带是由岩石部分熔融造成的.     

长江中下游地区的底侵作用及动力学演化模式: 来自地球物理资料的约束

总结分析了长江中下游地区已完成的深地震资料, 发现下地壳普遍存在似层状强反射, 认为下地壳的强反射为基性或超基性岩浆底侵引起的, 后者可能与岩石圈地幔拆沉有关. 在综合分析该地区区域地球物理、地质资料的基础上, 提出了长江中下游地区的地球动力学演化模式. 该模式认为长江中下游地区自二叠纪末经历了碰撞挤压、拆沉伸展、底侵熔融等重要地球动力学过程, 并最终形成了长江中下游巨型成矿带.     

克罗地亚测震学的发展和地震层析成像研究

编者按:克罗地亚地球物理学家莫霍洛维奇在研究1909年10月8日克罗地亚地震的地震波走时特征时,首次发现了该地区的地壳与地幔的分界面,后被命名"莫霍界面",简称Moho界面.1927年,莫霍洛维奇又在地震记录中识别出了s*震相,证实了在地壳内部还会存在另一个康拉德(Conrad)间断面.地震层析成像是研究地球内部结构的重要方法之一.为纪念莫霍洛维奇诞生150周年,莫霍界面发现100周年,特发此文,以兹纪念.     

深海钻探船预定1989年春抵日本

一艘属于国际海底钻探计划(ODP)的深海探船(18600吨)1989年春将抵达日本。该船能在世界深海底开凿直径约30厘米、深1000米以上的钻孔探索地球奥妙。按照计划,其任务是从海底开凿的细长钻孔中取出沉积物和岩石,研究地壳成分和微生物化石,并在钻孔中观察地球内部的温度和地壳应变等,以便对日本海形成的时间、近海地壳变化、火山活动及气候变化等进行分析。国际海底钻探计划是1985年以美国为中心由日本、联邦德国、英国、法国、加拿大等国联合实施的。目前,有西欧各国及土耳其等12个国家参加的欧洲科学财团也参与了这一计划。钻探船是配备有测定装置和微机的“漂浮式研究室”。在船上工作的有来自参加国和钻     

地壳岩石矿物电导率实验研究进展

矿物和岩石电导率的实验研究一直都是国内外专家学者所关注的重点内容,目前电导率的实验测量主要采用交流阻抗谱的方法.从实验结果来看,地壳矿物和岩石电导率的影响因素主要分为外部环境和内部性质两部分,包括矿物和岩石所受到的温度和压力大小、内部赋存的流体和熔体、岩石颗粒边缘的碳膜、岩石的颗粒大小和面理方向以及矿物晶格赋存的结构水与晶格方向等.结合地球物理探测结果,前人对下地壳高导层成因提出了各自不同的看法,同时电导率的实验数据对于解释地下岩层结构、动力学特征也带来了一定的帮助.通过总结可以发现对于断层带的电导率性质目前仍然知之甚少,在今后的实验研究中则需要重点关注.     

岩浆底侵作用与汉诺坝现今壳-幔边界组成

从汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因的麻粒岩相和榴辉岩相堆晶岩、橄榄岩和辉石岩捕虏体的岩石矿物组合、岩石结构、矿物学、主微量元素和同位素地球化学特征, 讨论和限定了壳-幔边界岩石组成, 并得到岩石高温高压波速实验和深部地球物理探测结果的支持. 现今下部下地壳主要由麻粒岩相镁铁质堆晶岩(以斜长二辉岩为主)组成; 壳-幔过渡带主要由榴辉岩相石榴辉石岩、辉石岩和尖晶石二辉橄榄岩等组成; 太古代地体麻粒岩只是名义上的早期下地壳. 发生在壳-幔边界的岩浆底侵作用导致地壳的垂向增生和壳-幔过渡带的形成, 是显生宙以来壳-幔边界组成和化学调整的重要机制.     

岩浆底侵作用与汉诺坝现今壳-幔边界组成--捕虏体岩石学与地球化学证据

从汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因的麻粒岩相和榴辉岩相堆晶岩、橄榄岩和辉石岩捕虏体的岩石矿物组合、岩石结构、矿物学、主微量元素和同位素地球化学特征, 讨论和限定了壳-幔边界岩石组成, 并得到岩石高温高压波速实验和深部地球物理探测结果的支持. 现今下部下地壳主要由麻粒岩相镁铁质堆晶岩(以斜长二辉岩为主)组成; 壳-幔过渡带主要由榴辉岩相石榴辉石岩、辉石岩和尖晶石二辉橄榄岩等组成; 太古代地体麻粒岩只是名义上的早期下地壳. 发生在壳-幔边界的岩浆底侵作用导致地壳的垂向增生和壳-幔过渡带的形成, 是显生宙以来壳-幔边界组成和化学调整的重要机制.