地球内部岩石圈物理与动力学研究发展的新动向与今后的任务

本文通过对当代地球内部岩石圈物理与动力学发展的认识与分析，探讨了该领域的研究方向与今后的任务，并提出了相应的建议与对策     

青藏高原东部深部构造与动力学机制研究进展——来自第9届与第10届WTGTP研讨会的启示

青藏高原深部构造与动力学机制一直是深部地球物理与大陆动力学的重点研究领域.青藏高原东部地形起伏剧烈，地震活动频繁，金属与油气矿床丰富，揭示出青藏高原东部极为复杂的壳幔结构与深部变形及非常强烈的深部物质运动.近年来，随着地球物理综合观测技术、深部结构成像方法、地球动力学模拟等研究的快速发展，围绕青藏高原东部的深部构造、块体运动、深部动力模式、强震活动与深部蕴震机制及成矿深部构造等方面进展显著.青藏高原东部构造与地球物理研讨会（WTGTP）是围绕青藏高原东部深部结构与动力学机制、资源开发、地质灾害等相关地球科学问题按年度召开的学术交流研讨会.本文基于2021年和2022年召开的第九届和第十届WTGTP的会议报告，结合近年来的相关研究成果，围绕印度—欧亚板块碰撞、构造变形特征与动力学机制以及强震活动与深部蕴震机制等主要内容，介绍了青藏高原东部的地球物理结构及深部构造变形与动力学机制的研究进展.初步展望了青藏高原深部构造与地球物理研究前景，期望能给相关科研人员提供一点有益的参考.     

用GPS技术监测断裂活动和板块运动

近几年来，国内、外大地测量和地球动力学学者对ＧＰＳ技术的应用进行了大量试验，表明ＧＰＳ技术将成为大地控制，监测研究地壳运动的重要手段。     

地球动力学研究进展

从地幔结构的三维层析成像、上地幔过渡带、核幔边界、热柱和热点、板块运动、消减作用和板块的消亡、地幔的地球化学和岩石学结构等方面，回顾了20世纪地球动力学研究所取得的重大成就；探讨了地球动力学研究所面临的重要问题，指出21世纪地质学家、地球物理学家、岩石物理学家等地球科学家的通力合作，将揭示地球演化的动力学过程。     

中国大陆动力学研究导向和思考

大陆动力学是研究和探索地球内部物质大尺度运动和深化认识地球本体与其在整体运动中深部圈层耦合、介质与结构变异的物理－力学属性、物质与能量的交换、深层动力过程和机制的一门边缘科学.地球动力学集成了当代众多高、新学科技领域和学科交叉的研究成果,它涉及到成山、成盆、成岩、成矿、成灾和深化对地球本体的认识,它在地球科学研究中占有极为重要的地位.本文通过深入研究、综合集成与剖析讨论了该领域五个重要的基本科学问题,即：(1)地球动力学在地球科学研究中的地位和作用;(2)国际上地球动力学研究的进展和发展动向;(3)中国地球动力学的研究状况;(4)当今地球动力学研究的导向和战略思考;(5)地球动力学研究在我国的实现和开拓.     

GPS测量研究板块边界的地壳运动和变形

近些年来，ＧＰＳ（全球定位系统）测量取得的进展是其测量精度已可与ＶＬＢＩ及ＳＬＲ相媲美，由于这样的发展及ＧＰＳ具有使用方便经济的特点，作为强有力的工具而被用于研究全球大地测量学及地球动力学，ＧＰＳ测量监测全球板块运动，监视海平面上升，建立地球（参考）框架等等。     

非均匀各向异性介质的地震P波走时层析成像研究

大陆动力学已经成为当今固体地球物理各领域研究的主导方向。大陆动力学涉及问题非常广泛,但核心问题是大陆形变及其动力学。地震各向异性是地球动力学过程的指示器,根据地震各向异性的研究结果,可以推断上地幔物质的流动或变形,有助于了解地球内部的应力状态和地球的演化过程。     

科学家发现预测地震应力的新数值模型

据2012年2月17日发表在《科学》杂志上的一篇研究论文报道,纽约州立大学石溪分校的研究人员设计出了一种数值模型,有助于解释地震与引发地震的强应力之间的联系.这一研究成果将对地震长期预报产生深远的影响. 纽约州立大学石溪分校地球科学系教授Holt博士和Ghosh博士,使用他们的模型来解释作用于地球构造板块的应力.根据他们所撰写的"全球动力学模型用于板块运动及其驱动力模拟"的研究论文,这些引发地震的应力不仅存在于地震频发的板块边界,而且也发生在板块内部,尽管目前对于板块内部的应力了解甚少.     

地幔柱数值模型的研究进展

地幔柱模型作为地球内部对流系统的重要组成部分,可与板块构造理论相媲美.它们共同构成了地球内部物质和能量循环的重要过程.自从地幔柱模型提出以来,地震学、高温高压矿物学、地质学以及地球动力学数值模拟对其进行了多学科的综合研究.其中数值模拟通过建立理论模型来研究地幔柱的动力学效应,定量化地给出了地幔柱的演化过程以及地球内部和表层的响应,并用以解释其他学科的观测和实验结果.因此,地球动力学数值模拟是研究地幔柱动力学最重要的手段之一.文章总结了近几十年地幔柱数值模型的研究进展,包括地幔柱的起源和存在的证据,地幔柱与岩石圈、洋中脊、俯冲带和地幔过渡带的相互作用以及地幔柱与大型剪切波低速区的关系.数值模型得到的理论结果必须与其他各学科的观测结果进行对比和验证才能真正理解地幔柱的动力学过程.随着数值模拟方法的发展和计算能力的提高,地球动力学数值模拟将为研究包括地幔柱动力学在内的地球科学前沿问题提供更为准确和高效的手段.     

板块内部地震预报的研究

地球科学的发展,特别是板块运动的发现,使得过去二十年期间板块边缘地震预报的研究有了很大的进展。但板块内部地震的预报研究仍然是世界性的科学难题。攻克这个难题的努力可以分成两个方面:一是以确定板块内部未来地震的地点和强度为主的长期预报研究,包括板内地震的构造环境和孕育过程的阶段性特征,大陆地区强震危险性和地震灾害的预测等。二是以确定未来大地震发生时间为主的短期预报研究,包括强化地震前兆的观测改进观测技术以及前兆的分析和机理研究等。     

基于统计检验法研究Amurian板块相对独立性

Amurian 板块是Zonenshain等提出的提出的东北亚地区内部一个构造亚板块.Amurian板块自提出以来就一直受到地学界的广泛重视.它到底是欧亚大陆的一部分,还是独立于欧亚大陆之外的一个独立次级构造块体?这个问题一直是是东亚,乃至欧亚大陆构造动力学研究的核心问题之一.许多学者从地质和地球物理学两个角度研究了Amurian板块存在的可能性.但是复杂的构造特征和稀少且弥散的地震分布使得Amurian问题充满了争议.全球卫星定位系统(GPS)技术的不断进步使得在短时间获得高精度、大范围、准实时的地壳运动观测数据,并确定地壳运动速度场成为可能.本文利用东北亚地区最新GPS资料,从大地测量学角度对东北亚地区的地壳运动特征进行分析,基于统计检验方法重点研究Amurian板块相对欧亚大陆的独立性及其边界等问题.     

川西地区地壳三维速度结构环境噪声高分辨率地震成像研究

川西高原地处青藏高原东部边缘。川西地区高分辨率的地壳上地幔三维速度结构探测研究对于青藏高原动力学和大陆内部块体边界动力学来说无疑具有至关重要的意义。近年来,川西地区已成为青藏高原动力学和大陆内部块体边界动力学研究的热点。与之相应的地球物理探测工作也十分活跃。但是,由于台站覆盖区域及空间分辨率的限制,     

地球内部物质组成及其性质的研究

地球内部物质组成的研究涉及对地表现象的深入解释,与地球动力学、地球热结构及宇宙演化有着密切的关系.本文综述了这方面的研究结果及近期的进展,指出两种地幔模型的主要分歧点,讨论了地幔中的主要相变及与间断面的关系,对今后研究提出四点意见.     

地球科学的未来--IASPEI青年科学家的展望

国际测地学与地球物理学联合会(IU-GG)是一个为促进和协调在地球的物理、化学、数学性质及地球的空间环境方面研究的组织。其研究内容包括：地球的形状，地球重力场河地磁场的性质，地球作为一个整体及其组成部分的动力学性质，地球的内部     

基于随温度变化的热系数模拟板块俯冲动力学过程

热传导系数和热膨胀系数是影响板块俯冲动力学过程的两个重要参数. 由于地球介质的不均匀性,热系数也会随深度发生变化.然而,这种变化在地球动力学模拟研究中往往被忽略.本文针对随温度变化的热传导系数和热膨胀系数, 模拟板块俯冲的动力学过程,分析热系数、黏度对板块俯冲形态的影响及其对应的地幔对流特征.结果表明,依温度变化的热传导系数和热膨胀系数会影响地幔温度及黏度分布,进而改变板块的俯冲角度;黏度是控制板块俯冲动力学演化过程的重要因素;地幔对流受黏度结构的影响,呈现分层对流及局部多个对流环等多种不同形态的对流场特征.      

地震的能量收支与地震效率

引言地震是地球内部主要由板块运动产生的构造应力作用下而出现的一种破裂过程。在地震过程中,断层上的应力以复杂的形式变化,储存于地球内部的势能(应变能和重力能)以地震波形式释放出来。释放的地震波能量与势能的比值就是地震效率,由地震     

地幔粘度结构的研究

地幔的流变性质已成为认识地球内部结构及动力学过程的核心问题之一。本文总结了近年来地幔粘度结构研究的方法,其中包括利用地球物理观测资料进行反演计算和实验室试验研究,重点讨论了利用冰期后回跳,板块运动速度和大地水准面异常资料反演地幔粘度结构２的方法和结果以及地幔矿物的实验结果,并对不同方法进行了比较总结。最后简单讨论了地幔粘度结构研究存在的问题和未来的研究方向。     

作者简介

傅容珊　中国科学技术大学地球与空间科学系教授,博士生导师．１９６５年中国科学技术大学地震专业毕业．一直从事地震、重力和地球动力学研究和教学工作．现主要从事地幔动力学和大陆动力学研究．国际地球深内部研究（ＳＥＤＩ）顾问委员会委员、中国地震学会理事和安徽省地球物理学会理事．陈学忠　中国地震局分析预报中心副研究员．１９９５年中国地震局地球物理研究所博士研究生毕业,获地震学专业博士学位．主要从事地震成因、地震孕育过程、地震预测理论和方法及前兆机理的研究．中国地球物理学会和中国地震学会会员．李庆春　西安工…     

板块俯冲中水分运移过程及其地球物理含义

流体/水分在地球演化过程中具有重要作用,它的存在可以提高地质体的扩散及蠕变,降低岩石/地幔的固液相限,对地质体的地球物理性质、地质灾害诱发、地质构造演化等都有着重要的作用.在板块俯冲区,流体/水分的影响贯穿了整个动力学过程,但板块深部脱水还存在着争议,且目前系统地研究水分在整个俯冲中的迁移过程及其地球物理意义的工作还较...     

菲律宾海板块与欧亚板块的相互作用及其对东亚构造运动的影响

根据菲律宾海的演化,指出菲律宾海板块的特点:以俯冲边界为主,易于产生形变.将理论结果与地球物理、地质以及GPS测量结果进行比较,发现菲律宾海板块内部及边界有明显形变.讨论了菲律宾海板块与欧亚板块的相互作用,指出其相互作用有明显的分段性.在南海海槽一带有较强的挤压,在琉球海沟一带由于两板块耦合较弱及冲绳海槽的开裂,没有形成对东亚大陆的挤压;台湾附近两板块碰撞,对中国东南形成较强的挤压;在菲律宾群岛一带形成两板块间的复杂变形带,使两板块间的作用减弱.