全球构造中超级羽状物的作用

能量巨大的地质过程———造山运动、地震、深海盆的形成 ,都起源于地壳板块的运动。岩石圈板块在俯冲带下沉时被加热 ,同时也促使地幔冷却。在洋中脊区形成新的洋壳 ,后者由于重新沉入地幔而冷却时消除热能 ,用于移动板块。但是这些过程的能量平衡不完全吻合 ,于是地球物理学家推测存在着其它某种地球内部的冷却方法。计算表明 ,几乎在２９００ｋｍ深处 ,在地幔与地核边界上 ,熔化状地核的热能可以形成强大的热物质上升流 ,后者缓慢地达到地表 ,并以火山的形式表现出来。这种比较狭窄的柱状流即羽状物出现在冰岛和夏威夷群岛之下。但是即使…     

科拉半岛碳酸盐中的重氮——深地幔的一个可能指

为了理解古今地幔动力学及地幔与地壳的相互作用,必须确定地幔的结构和组成。一些学者认为,在大部分的地球历史时期内,部分地幔已经从地幔对流圈中分离出来,而仅在地幔柱中保存有原始成分。支持这种观点的证据主要来自于稀有气体,因为地幔柱衍生的岩浆其放射成因同位素与原生同位素的比率通常低于洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢｓ）。不同意见来自于地球物理、实验及地球化学证据,这些证据认为,部分俯冲板块沉入６７０ｋｍ深的地震不连续面以下,意味着地球存在全球性扰动。浅地幔的Ｎ同位素组成相对于空气组成的千分比偏差（以δ１５Ｎ表示）大约为…     

“南海及其邻区深地震探测与地壳结构研究”专辑征稿启事

尊敬的各位专家、学者:您好!深部地壳结构蕴含着地球形成演化历程的重要信息,是探讨构造动力学机制的基础。深地震探测技术以其分辨率最高、应用范围最广,始终在深部结构研究中占据着重要地位。近30年来,南海海域深地震探测在地壳结构与地质构造演化研究中发挥了重要作用,取得了丰富的研究成果,极大地推动了深部地壳结构     

南极洲地壳和地幔的层面结构

以Ritzwoller为首的一批地球物理学家公布了新的表示南极洲和南大洋底上地幔结构的层面X射线照相图件。对南半球 ,特别是对南极洲的地壳和地幔的研究程度很低。然而 ,正是这个地域在大地构造方面特别重要 ,因为这是冰大陆中的最大的地壳省区 ,而该大陆周围裂谷 (断裂 )的形成过程在主要海洋盆地的形成中起到了显著的作用。除此之外 ,现代的火山作用和新裂谷的产生能影响冰盖的稳定性 ,而很多现代的气候、海洋学和气象学特征与其有关。在所有地震波速度资料的基础上构筑的图件表明 ,东南极洲的地幔是一个具有高速地震波的区域 ,因此这里的地…     

地幔柱中原始惰性气体的特性

惰性气体在解译地球的分异过程时是重要的示踪剂。它们证明了经强烈去气的浅地幔以及去气较轻的深部地幔的存在 ,而这二者间通过地幔柱相联。二者均包含不能由大气或地壳次生的原生Ｈｅ和太阳Ｎｅ。它们还获得了不同程度的放射成因、核成因及裂变成因同位素（４Ｈｅ ,２１Ｎｅ ,４０Ａｒ ,１２９Ｘｅ ,１３１ ,１３２ ,１３４ ,１３６Ｘｅ） ,这些同位素形成于早期地幔大量去气之后。浅地幔作为洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢ）的源区 ,其元素及同位素组成已较好地建立 ,而关于深地幔柱惰性气体的特性仍存争论。夏威夷与冰岛地幔柱玄武岩中均包含大…     

“热点”的深部源

以羽状物形态从地幔深处升至岩石圈表面的炽热岩石露头被称之为“热点”。这种羽状物的形成与某一地区的不稳定性高温有关。但是有关羽状物源埋藏多深的问题一直是专家们争论的对象。美国加利福尼亚工学院和加利福尼亚州立大学的地震学家们确定,冰岛和夏威夷“热点”的根部位于地幔与地核的交界处,即地表以下约２９００ｋｍ。在全球范围内这样的结论是重要的,因为夏威夷和冰岛可以被认为是具有深部岩石持续上升“热点”的经典实例。这些羽状物的源头长期存在,析出了大量的岩浆并具有特征性的地球化学特点,其中包括同位素３Ｈｅ／４Ｈｅ的高…     

双地震带的下层地震是由俯冲洋幔的蛇纹石脱水作用造成的吗?

当深度大于５０ｋｍ时 ,高压和高温将抑制脆裂作用的进行 ,然而俯冲带的地震却能在深达６７０ｋｍ处发生。越来越多的证据表明是变质反应触发了这些深部地震的发生。深源地震（＞３００ｋｍ）可能是由与橄榄石转变成尖晶石的亚稳态反应相关的断裂活动引起的 ,中源地震（５０～３００ｋｍ）可能是由俯冲洋壳中与变玄武岩和变辉长岩转变成榴辉岩相关的脱水脆化作用引起的 ,或由俯冲地幔表层中的蛇纹石脱水而引起。即使在俯冲带较浅的范围（＜５０ｋｍ） ,变质反应可能也控制着大的板内地震的震源深度。本文认为蛇纹石脱水作用引发了发生在俯冲…     

从P—S波转换相位研究东太平洋海隆南部下的地幔不连续构造

大洋中脊的深部构造是多争议的课题,对研究洋脊地幔地涌的机制以及全球地幔循环的过程有直接关系。Ｓｕ等（１９９２）以层析成相技术研究表明低地震速度和由引起的异常高温地幔存在于大洋是脊下３００ｋｍ深度处或更深一些。这个结果意味着洋脊是与超高洁有关的深地幔物...     

南海区域岩石圈的壳-幔耦合关系和纵向演化

南海区域岩石圈由地壳层和上地幔固结层两部分组成。具典型大洋型地壳结构的南海海盆区莫霍面深度为９～１３ｋｍ,并向四周经陆坡、陆架至陆区逐渐加深;陆缘区莫霍面一般为１５～２８ｋｍ,局部区段深达３０～３２ｋｍ,总体呈与水深变化反相关的梯度带;东南沿海莫霍面深约２８～３０ｋｍ,往西北方向逐渐增厚,最大逾３６ｋｍ。南海区域上地幔天然地震面波速度结构明显存在横向分块和纵向分层特征。岩石圈底界深度变化与地幔速度变化正相关;地幔岩石圈厚度与地壳厚度呈互补性变化,莫霍面和岩石圈底界呈立交桥式结构,具有陆区厚壳薄幔—洋区薄壳厚幔的岩石圈壳－幔耦合模式。南海区域白垩纪末以来的岩石圈演化主要表现为陆缘裂离—海底扩张—区域沉降的过程,现存的壳－幔耦合模式显然为岩石圈纵向演化产物,其过程大致可分为白垩纪末至中始新世的陆缘裂离、中始新世晚期至中新世早期的海底扩张和中新世晚期以来的区域沉降等三个阶段。     

冲绳海槽浮岩岩浆活动模式浅析

本文根据部冲绳海槽的地下结构、地温场特征、以及浮岩中斑晶矿物的结晶温度和榴辉岩的熔融相关系等，综合分析了冲绳海槽酸性浮岩岩浆的活动模式。提出：在冲绳海槽中部和东部地下１５ｋｍ以下的地幔物质部分熔融、产生橄榄拉斑玄武质岩浆，而在海槽中部地壳一结构层中（７－１５ｋｍ）熔融产生少量安山质岩浆。因此，在冲绳海槽地下存在有双层岩浆房结构，并且二者之间中部有岩浆通道。来自地幔的拉斑玄武质岩资源下部地壳中一方面     

从地壳碰撞到地壳俯冲，从阿尔卑斯到喜马拉雅的一个发育模式

从地壳碰撞到地壳俯冲，从阿尔卑斯到喜马拉雅的一个发育模式Ｘ．ＬｅＰｉｃｈｏｎ已有资料表明，在阿尔卑斯山根底部５５ｋｍ处可能出现榴辉岩化．这与该处地震莫霍面的深度一致．这个榴辉岩化限制了该地的最大区域高度的为２．５ｋｍ．资料表明，喜马拉雅的高度是由俯冲...     

南海北部地球物理特征及地壳结构

为了研究南海地壳结构，中国和日本合作在南海北部首次进行了以炸药为震源的综合地球物理调查。经初步分析其地壳结构主要特征为：南海北部地壳分为沉积层、上地壳层、中地壳层及下地壳层。大陆架及上陆坡地壳厚度大、稳定。下陆坡地壳厚度除中地壳外，其他壳层厚度减薄且不稳定。深海盆地壳分３层，厚度虽薄但相对稳定，其底部缺失７．３ｋｍ·ｓ－１的高速层。测区内地壳总厚度：陆壳２６—３０ｋｍ，过渡壳１３—２２ｋｍ，洋壳为８ｋｍ。     

中太平洋地幔底部的三维结构

地幔最底层（深２６００～２８８９ｋｍ处）的Ｄ″区是一个热学和化学边界层,在地球动力学中有重要作用。地震体波研究揭示了其复杂的速度结构。为了解释ＳｃＳ相位前驱波的观测结果,提出了Ｄ″顶部有一间断面的一维模型,均与可变化的垂直速度梯度有关;另一方面,最近...     

沉积盆地深部过程的研究方法

介绍了沉积盆地深部过程和物质状态研究的主要依据和方法, 包括火山岩、深反射地震、天然地震数字层析成像、科学深部钻探、全地幔层析成像及其它地质、地球物理、地球化学和地质测试方面的技术和方法。     

跨南海西南次海盆OBS、多道地震与重力联合调查

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的一条1050km长的、包括海底地震(OBS)、长排列多道地震和重磁在内的综合地球物理探测剖面(CFT)进行了构造成像和研究。在多道地震成像基础上建立了CFT剖面初始速度模型, 进而通过初至波层析成像方法反演了CFT剖面的速度结构模型, 在重力异常资料的约束下建立了CFT剖面的综合地壳结构模型。讨论了沿CFT剖面出现的下地壳高速体、龙门海山的低密度物质等地质问题。结果表明, 下地壳高速层在北部陆坡、西南海盆和南部南沙地块均有分布, 厚度在0~4km之间, 可能与陆缘下地壳物质和地幔物质熔融混合, 以及深海盆海底扩张期间构造拉伸导致地幔蛇纹岩化有关。     

南海西北部与红河地区地球物理场及其地壳深部结构特征

分析了南海西北部与红河地区地球物理场特征，计算了研究区重、磁资料的一阶小波细节变换、四阶小波逼近变换。根据重力场资料以及南海北部盆地钻井取样的测试结果，同时参考在研究区进行的地震勘探结果，对研究区的地壳结构进行了反演计算。结果表明，研究区域地壳结构较为复杂，地壳厚度在17—38km之间，总的趋势由陆向洋地壳厚度逐渐减薄，反映出该区域地壳具有陆壳、过渡壳的性质，同时存在上地幔隆起区及凹陷区。用地震层折成像结果与重力资料计算出的地壳分布趋势进行了对比验证。根据地幔对流结果探讨了研究区深部地球动力学特征及其与深部地壳结构的关系。     

南海北部地球物理特征及地壳结构

为了研究南海地壳结构，中国和日本合作在南海北部首次进行了以炸药为震源的综合地球物理调查。经初步分析其地壳结构主要特征为：南海北部地壳分为沉积层、上地壳层、中地壳层及下地壳层。大陆架及上陆坡地壳厚度大、稳定。下陆坡地壳厚度除中地壳外，其他壳层厚度减薄且不稳定。深海盆地壳分３层，厚度虽薄但相对稳定，其底部缺失７．３ｋｍ·ｓ＾－１的高速层。测区内地壳总厚度：陆壳２６－３０ｋｍ，过渡壳１３－２２ｋｍ，洋壳     

夏威夷地幔柱动力学

长期以来夏威夷群岛已成为地球动力学理论的发源地,在夏威夷发现的“热点”导致了深部热地幔柱理论的诞生,该理论认为流体地幔是夏威夷大洋火山岛及其它大洋岛弧形成的根源。海洋岛屿玄武岩和洋中脊玄武岩之间的化学与同位素差异一直被地球化学家用来约束地幔对流及地球化学演化模型,Ｂｉｌｃｈｅｒｔ－Ｔｏｆｔ等人展示的铪（Ｈｆ）同位素资料显示夏威夷熔岩中存在古深海沉积物,除自身意义外,该发现说明夏威夷地幔柱的地球化学和地震资料联合分析有助于解决长期困扰地学家的最重要的问题：地幔对流是否成层？成层地幔对流学说最初起源…     

南海西部海域新生代地质构造

南海西部海域地质构造复杂,以北东、北西和近南北向断裂构成区域性格架,重力异常和磁力异常具有明显方向性,地震剖面反映新生代地层可划分出上、中、下三套构造层,深部地壳结构变化较大,地壳强烈减薄,甚至出现了洋壳。此外,南海西部海域发育了一系列新生代沉积盆地,是南海地区一个重要的油气聚集带。本文通过收集多年来的地质一地球物理调查成果,从宏观上综合研究了这一地区的地球物理场和地质构造特征及地壳结构,为评价这一地区的油气资源潜力提供基础背景资料。     

广角地震速度结构反演中的不确定性分析

海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)广角地震探测是研究海洋深部精细壳幔结构的重要地球物理手段,其主要原理是利用广角折射/反射震相信息来反演地壳深部结构,从而为深入认识海底构造特征提供最为基础的地震学信息。文章基于地震层析成像结构反演的基本原理,针对OBS广角地震速度结构反演中可能存在的一些不确定性因素,用Tomo2D软件构建了不同的理论模型和数据体,对初始模型中沉积层的变化是如何影响整个地壳速度结构的反演结果、不同台站间距所构建的数据体对下地壳高速层分辨精度的控制影响以及不同数据体在分辨深部异常体的有效性等方面进行了分析研究,以此深入了解OBS广角地震速度结构反演中的不确定性因素。研究结果显示,地壳深部较厚(大于4km)的高速层能够被很好地反演出来,而较薄(小于2km)的高速层虽能够识别,但其形态规模恢复得较差;初始模型中沉积层速度结构的失真度影响着高速层的识别,沉积层失真度越大,对高速层的恢复越差;地壳内部存在低速层对反演高速层的规模有较为明显的影响,但低速层的厚度变化对其影响不大;对于文中10km台站间距的模型,能够识别的速度异常体规模在水平方向上最小约为5km,在纵向上最小约为3km,而20km和30km台站间距的模型最小能够识别的速度异常体规模为水平向10km、纵向3km。