试论地球内部流体与地质作用——现代地质科学研究思考

把以地球固体部分作为主要研究对象所建立起来的地质科学称为传统地质科学,它只在该学科研究的起点——沉积地质学和学科研究的最终目的——成矿地质学两个领域不自觉地将地球内部流体放到了重要地位,而在其间的绝大多数研究则忽略了对地球内部流体的讨论,在其原有的知识体系范围内已找不到关于地球内部物质和能量转移、转换等方面所存在的大量问题的解决途径和完整答案。现代地质科学的发展已经开始将地球内部流体作为主要研究对象,并将其贯穿到了所有地质学研究的领域当中。其基本出发点应是：地球内部流体广泛存在,并永不停息地运动着,它与固体地球部分同样重要,是现代地质科学研究的主要对象。它不仅在各种地质作用中起着极其重要的作用, 而且, 它基本上可以认为是一切地质作用的最初根源, 也就是说, 流体作用贯穿于一切地质作用( 包括构造活动、岩浆作用、变质作用、沉积作用、成矿作用、地质自然灾害等) 过程的始终。地球内部一切地质作用又通过地球内部流体有机地统一在一起。可将地球内部流体按其与特定地质作用的关系划分为具包含循环性质的初始流体、过程流体和终结流体三类。针对目前的研究大量地集中在过程流体和终结流体方面的现状, 在体现现代地质科学和传统地质科学本质区别的地质作用初始流体方面进行了系统整理和论述, 并提出了可能成为现代地质科学基础性学科的(地球内部) 流体统一地质学。     

地球物理学的回顾与展望

简要回顾了 2 0世纪地球物理学的发展。指出 2 0世纪是地球物理学发展的重要历史阶段 ,在此期间实施的一系列大型的全球性的研究计划深化了人类对地球本体的认识 ,提供了有关资源、能源、灾害和环境的形成、分布与发展的深层过程和空间信息 ,扩大了人类对地球整体研究的视野 ,激励了对空间和地球 (包括大陆和海洋 )以及生态环境之间耦合的研究 ,并在造福人类的过程中取得了辉煌的成就。展望了 2 1世纪地球物理学的发展 ,认为 2 1世纪的地球物理学必将担负起地球科学中一系列重大科学问题的先导角色。在深化对地球本体和日地空间及其相互作用的认识 ,量化地球内部各圈的耦合和深部物质状态及物质组成的错综组构 ,解决水、资源、环境 (包括空间资源环境 )等问题中做出贡献。     

夏威夷玄武岩中同位素亏损的组分来自于地幔柱内部

<正>洋岛玄武岩(OIB)和洋中脊玄武岩(MORB)的组成能够用来了解地球的内部演化。亏损强不相容元素的MORB被认为起源于上地幔。而一些来自地幔柱的OIB被认为起源于下地幔,这为我们了解地球长期的地球化学分异以及下地幔的组成提供了难得的机会。尽管大多数OIB相比MORB具有较为富集的同位素与不相容元素     

国际水文科学协会简介

国际水文科学协会(IAHS)是最早的从事水文学和水资源研究的国际非政府组织。它建立于1922年。它是国际大地测量和地球物理联合会(IUGG)所属的七个组织之一,其它的六个组织是:国际大地测量协会(IAG)、国际地震和地球内部物理协会(IASPEI)、国际火山和地球内部化学协会(IAVCEI)、国际地磁和超高层大气物理学协会(IAGA)、国际气象和大气物理协会(IAMA)、国际海洋物理科学协会(IAPSO)。 国际水文科学协会(IAHS)的任务是:(1)促进作为地球科学和水资源     

20世纪地球物理学的重要成就和21世纪的发展前沿

20世纪是地球物理学取得辉煌成就的重要历史时期。在这关键性的百年里实施了一系列大型且具全球性的研究计划。 2 1世纪必将在对地球本体的认识和解决水资源、矿产资源、自然灾害和环境 (包括空间环境 )方面继续作出新的重大贡献。只有深入研究地球内部物质与能量的交换 ,不同圈层的耦合及其深部动力过程才能深入探索地球系统的发展。为此 ,文中讨论三方面的问题 :(1)地球物理学的发展进程及其战略意义 ;(2 ) 2 0世纪地球物理学领域主要的重大成就 ;(3) 2 1世纪上、中叶地球物理学的发展前沿和导向。     

著名地球物理学家杰弗瑞斯及其名著《地球》

哈罗德·杰弗瑞斯(Harold Jeffreys)是当代著名的理论地球物理学家,国际地震学地球内部物理学协会主席,1899年生于英格兰东北的诺伯利亚(Northumbria),毕业于阿姆特朗学院,即现纽卡斯大学.他曾以一个才华横溢的青年学生进入剑桥的圣约翰学院,被评为牛顿式学生和史密斯奖学金获得者,1914年获得圣约翰学院会员称号.毕业后,曾在气象局服务一段时间,在剑桥度过了他整个成年期.1931～1946年他是那     

地球深部科学研究的新进展——记2007年美国地球物理联合会(AGU)

主要根据2007年美国地球物理联合会(AGU)秋季会议的资料,简述了地球深部科学研究最近几年来的新进展。主要涉及以下几方面领域:复杂的地球动力学模拟到状态方程理论和实验研究;地幔相变和地震的不连续性到深源地震机制;地核的结构和动力学到地球内部的挥发性物质和熔体等地球深部科学研究。从会议的内容看出有三个亮点是值得我们注意的:(1)学科间的融合是地球深部科学研究的主流方向;(2)国际间的合作是当前地球深部科学研究的一大亮点;(3)高精度的技术(超级计算机(supercomputers)和集群(clusters)纵观计算机)是地球深部科学研究的新手段。中国科学家应该关注固体地球科学中这个前缘研究同时共享世界先进科学研究的新成果。     

夏威夷玄武岩中同位素亏损的组分来自于地幔柱内部北大核心CSCD

洋岛文式岩(OIB)和洋中脊玄武岩(MORB)的组成能够用来了解地球的内部演化。亏损强不相容元素的M0RB被认为起源于上地幔。而一些来自地做柱的0IB被认为起源于下地慢,这为我宿了解地球长期的地球化学分异以及下地幔的组成提供了难得的机会。     

水星构造特征及演化

水星是离太阳最近的类地行星,它有着类似月球的外表和类似地球的内部,其重要的构造特征主要表现在以下方面:广泛分布的撞击坑;全球线性构造(格子构造)体系;叶片状悬崖;与Caloris盆地相关的构造;局部的拉张构造,其中叶片状悬崖是仅存在于水星的独特构造.类地行星(除地球以外)的构造形迹主要形成于星球历史的早、中期,同时小行星体的构造演化通常被认为是行星热演化以及外部作用(如强烈撞击或者潮汐)共同作用的结果.     

高温高压下元素配分的原位实验与计算模拟研究进展

地球内部元素的配分行为具有重要意义,有助于揭示地球内部物质循环、元素成矿、超临界流体性质等基础地质问题。同步辐射微聚焦X射线荧光光谱(SR-μXRF)结合金刚石压腔(DAC)技术,可以在高温高压条件下实现高准确度和高分辨率的原位(in situ)测试元素在不同物相间的浓度,并获取配分系数。而基于地球化学热力学的理论计算模拟,可以获得元素在不同物相间的赋存形式,有助于揭示元素配分机制。本文综述了SR-μXRF结合DAC技术和地球化学热力学计算模拟原位测定高温高压下元素配分的研究方法,及其在地球内部元素迁移、成矿作用和地球早期形成过程等领域中的应用进展,认为利用该套方法研究高温高压下元素配分行为的体系将变得更加复杂,对温度、压力条件则要求更高。本文旨在更新和丰富高温高压下元素配分系数数据,深化对地球内部物质循环等问题的认知。     

利用地震波研究地壳内部应力状态的方法(综述)

地壳中的构造现象和地震的发生均为地壳内部应力作用的结果。研究地壳内部的应力场应力场状态、应力场随时间和空间的分布变化规律,以及地震在什么样的应力状态下发生是解决地震预报问题的关键问题。而了解地壳表层应力的形成和分布规律,应力的大小和变化特征,对于解决地质工程问题具有很重要的意义。目前研究地球内部应力及应力场的方法主要有以下四大类。 (1) 实地直接测定钻孔中的应力状态。 (2) 利用地球物理观测获得的地震学、重力学及地热学资料推断地球内部的应力状态。 (3) 利用地质学方法,推断产生现代构造运动的应力场。 (4) 在实验室研究地壳内部岩石的脆破裂,高温高压下物质的流动规律,岩组测压技     

地球北纬30°构造形变带讨论

北纬30°构造形变带是地球形变最为活跃的区段,许多地震、电、磁等与地质演化有着直接或间接联系的"奇异现象"都发生在地球北纬20°～40°的环带上。研究表明,这主要与地球内部应力作用分布状态有关。地球作为一个球体(忽略球体的不规则性),在相对固定的旋转轴运动下,其内部应力分布形式,在南北半球的中纬度区(即20°～40°间)均为应力集中和应力转换区,使之成为地球上的"特殊地段",出现了各种物理与地质构造变迁现象。     

MgCO_3碳酸盐在下地幔的结构

<正>碳酸盐矿物,如CaCO3,MgCO3,MgCa(CO3)2等,是地壳岩石的重要组成部分。在板块运动中,碳酸盐矿物随着板块俯冲被带入地球内部。近期高温高压实验表明,这些碳酸盐矿物在俯冲板片相对较低的温度下稳定存在,并在下地幔温压条件下发生结构相变。即使少量碳出现在地球深内部,都将会改变地幔矿物的熔点,并使地球内部处于更加还原的状态(Dasgupta and Hirschmann,2010)。因此,研究这些碳酸     

中国的残存弧后盆地

中国西北地区的三个盆地，即准噶尔、塔里木和柴达木盆地，许靖华教授认为均是由冲积物充填的弧后盆地，其依据如下：(1)据地球物理特征表明，三者之下均为变薄陆壳或洋壳，并非是在克拉通内部形成，且四周环绕造山带。(2)由冲积物充填的盆地表面平坦，但是盆地基底地形强烈起伏。     

地幔的非均质性与地球的演化

随着地球内部构造研究的精密化,地球内部构造非球状对称性(非均质性)的争论愈来愈烈。地球内部非均质性与地幔动力学、化学演化论、大地构造学有密切的关系。由于这些关系的解决,开始出现了新的地球演化学说。     

实验矿物物理的发展现状与趋势:2.弹性和波速

弹性性质和波速是矿物重要物理性质. 实验测量的弹性性质和波速与地震学观测结果的对比,是确定地球内部物质组成、理解地球内部圈层结构形成机制和揭示地球内部物质分布不均一性最为直接和重要的手段. 在过去20年,伴随大腔体压机、金刚石压砧、同步辐射X光、激光加热等技术的快速发展,在地球内部相应温度和压力下测量主要构成矿物的弹性性质和波速取得了巨大进展. 综述了矿物物理在地球内部矿物弹性性质和波速实验测量的发展历史、近20年的研究现状与趋势,并展望了该学科未来发展的方向、关键科学问题与面临的主要挑战.      

地球内部各圈层的物质运动与动力学响应和力源

地球内部物质在动力作用下重新分异、调整,深部和浅部物质与能量进行着强烈的交换和运动,并导致成山、成盆、成岩、成矿和地震与火山等灾害的形成。地球动力学受到地球科学界的高度重视,并相继产生了诸多假说,如地球的收缩说、膨胀说、脉动说、自转说、涌流说、地幔对流说、地壳均衡说等,而问题是何为其力源?因为力源确是驱动地球内部物质运动的核心所在。本文通过对各种动力假说的分析和理解,讨论了1地球内部物质运动和动力学响应;2对历史上诸多动力学假说的分析和理解;3地球内部物质运动的深层动力学过程;4地球动力学研究中的几个重要科学问题的思考;5地球内部物质运动和动力学响应与力源及机制问题的探索。地球科学研究中的核心问题不仅涉及到地球内部的物质组成、空间特异结构与变异,而更为重要的却是如何深化认识地球本体,并厘定物质运动的动力学响应和力源机制。     

用大气载荷研究地表的变形

地球表面大气物质空间分布的变化,可以引起地球内部的变形.过去的研究认为,大气压的平均年变值,并不能引起地球的明显变形(Stoltz和Larden,1979).然而,压力的最大变化是那种短期大气风暴引起的,这种大气风暴对平均年压力不会发生重大影响.具有格林(Gteen)功能物质载荷的全球平均大气压力值,却能决定地球一些点上的垂直位移,对科罗拉多Boulder1980年冬季测量     

会议报道

第26届国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)大会将于1991年8月11日至24日在奥地利的维也纳举行。第20届IUGG大会同时召开。会议的中心议题是:国界间的地球物理结构;非线性动力学和临界地球物理现象的可预测性;重力测量和空间技术对地球动力学和海洋动力学的应用;地球的深部动力学和地球自转;水和冰作为地球物理的介质;地球动力     

近代化学元素概念的建立

波义耳在《怀疑派化学家》(1661年)一书中并没有象人们通常所说的那样给化学元素下了科学的定义,而是给出了当时人们所理解的传统元素定义。他认为最好完全取消元素这个概念而代之以微粒哲学。本文认为,近代化学元素概念来源于唯物主义经验论对十八世纪化学家的影响和化学家特别是矿物化学家、冶金化学家和气体化学家的实践活动。