俯冲带的后撤与弧后扩张

西太平洋地壳年龄较老,因而岩石层较冷和比重较大,俯冲带的角度也较大,活动和成熟的弧后盆地则较多;条件与之相反的东太平洋弧后盆地则较少.本文探讨这种相关关系的力学成因,计算了俯冲板块诱生的弧后上涌地幔流动.计算表明,俯冲角度大及存在后撤俯冲时,有利于在弧后地区产生明显的上涌地幔流,这种深部热物质的上涌会导致弧后扩张.反之,年龄较轻的海洋地块较热和较轻,俯冲角度一般也较小,不易诱生上涌地幔物质流动和弧后扩张.大陆地壳密度小于地幔物质,大陆碰撞区就更不具备弧后扩张的条件.     

用接收函数方法研究中国东北地区地壳上地幔结构

中国东北地区位于兴蒙造山带的东部,南接华北克拉通,东临西北太平洋边缘海,作为太平洋俯冲的弧后地区,不仅深源地震频发,也是火山活动最强烈的地区之一,是研究太平洋俯冲带动力学的理想观测场所。     

缅甸弧中部俯冲带下方地幔间断面起伏形态研究

新生代以来,印度板块和欧亚板块发生碰撞形成了喜马拉雅造山带和青藏高原,印度板片在喜马拉雅东构造结处缅甸弧俯冲带进入深部地幔.开展缅甸弧俯冲带下方地幔间断面的研究有助于认识印度大陆岩石圈的碰撞-俯冲过程及其对上地幔结构的影响.本文选用了发生于缅甸弧地区的3个中源地震事件,获取了欧洲和美国阿拉斯加地区多个密集地震台网/台阵...     

再论雅鲁藏布江缝合带构造模型

作为欧亚与印度板块缝合线的雅江蛇绿岩带在野外并未发现统一的构造极性,岩石处于脆性一韧脆性变形和低绿片岩相变质作用;构造样式沿南北剖面上总体呈现对称状;两侧复理石建造与蛇绿岩套之间没有大型南北向剪切糜棱岩带;局部可直接观察到复理石与蛇绿岩深海沉积整合接触;许多“构造混杂岩”属于深水陡坡滑塌堆积;蛇绿岩带南北两侧的中生代一新生代沉积建造的沉积环境演变具有时间上的宏观对应性;蛇绿岩带常以狭窄的平行条带产出．此外,高喜马拉雅的基底岩石组合可与拉萨地块及羌塘基底进行宏观对比,但与印度陆块则有很大区别．上述地质特征暗示雅江蛇绿岩带属于部分洋壳化的弧后裂陷盆地．印度与欧亚板块的真正界线——新特提斯洋可能位于喜马拉雅南坡西瓦里克覆盖之下．新的构造演化框架是：晚三叠世起,新特提斯洋向北俯冲,高喜马拉雅陆弧被向南拉出,弧后盆地张开．晚侏罗至晚白垩世,弧后盆地陆续出现线状洋壳：其北侧形成冈底斯岩浆弧．从古新世早期起,弧后盆地塌缩,并伴随高喜马拉雅弧与欧亚碰撞而完全闭合．盆地内条带状新洋壳向南、北两侧小规模俯冲,沉积层褶皱冲断,形成构造混杂带,海相陆续消失．渐新世晚期至中新世中期,印度陆块与高喜马拉雅陆弧发生陆．弧碰撞,北侧发育冈底斯盖层林子宗火山岩系．中新世中期至今,高原南部地壳透入性变形缩短,区域性隆升,伴随藏南滑移系、穹窿作用和南北向裂谷发育,残留的雅江弧后洋壳整体出露．     

全球俯冲带形态特征研究

利用CNSS编辑的深源地震目录，对全球深度500km以上的俯冲板块形态进行研究，给出了俯冲带的俯冲参数，以及菲律宾和班达弧俯冲带的三维形态。     

琉球海沟的构造和运动特征

琉球海沟是欧亚板块与菲律宾海板块之间的边界，海沟西坡是大陆性质的琉球岛弧，东坡是大洋性质的菲律宾海地壳．海底地震反射探测和地震震源定位表明，菲律宾海板块沿海沟向琉球岛弧下俯冲，俯冲角度与深度沿海沟走向变化．有证据显示，由于俯冲板前缘的横向移动，海沟和岛弧正朝大洋方向后退，弧后盆地-冲绳海槽发生拉张变形．最近一次的海沟后退与冲绳海槽扩张可能是从上新世末(2Ma前)开始的，岛弧的后退移动和弧后拉张在南部与海沟走向垂直，在中部和北部与海沟走向斜交，总体上向南的运动分量占优势、与海沟后退相关的弧后拉张集中在冲绳海槽，没有证据表明对其西侧的中国东海陆架盆地产生影响、海沟后退的原因可能与俯冲板的动力不平衡以及它与周围地幔的相互作用有关．     

南海扩张的地震反射标志——南海东北部多道地震剖面结果

南海的扩张、成因演化研究的成果主要基于深部速度研究及磁条带研究的基础上,但南海东北部边界的研究相对薄弱.本次通过对南海东北部边界的反射地震剖面973的综合研究,结合前人的天然地震震源研究及地质研究成果,得到南海形成与扩张是单方向向菲律宾吕宋岛弧—台湾岛地块漂移的结果.南海各块体处于一个统一的区域应力场作用之下,菲律宾吕宋岛弧—台湾岛地块限制了南海的扩张与发展;在此应力条件下,不同部位受力状态不同,就南海东北部973剖面地震波场特征,可划分为五个构造单元：AB段南海东北部大陆架张性盆地区;BC段大陆坡为伸展区,形成大量张性盆地;CD段中部深海沉积盆地为弱挤压区,深海沉积盆地弱变形,大陆坡张性盆地浅俯冲其下,深海沉积盆地西部翘起,向东倾斜;DE段东部为强挤压区,沉积盆地挤压变形,越向东挤压越强烈,深海沉积盆地浅俯冲其下,相对弱变形并西部翘起;E以东,菲律宾吕宋岛弧—台湾岛构造带为稳定地块.南海东北部在东或南东方向统一的区域应力场作用下,处于张性、弱挤压、强挤压不同压力状态,形成南海特有的由北西向东呈现拉张-弱挤压-强挤压构造格局,反射地震剖面上显示两个浅俯冲点.每个块体构造层呈手风琴风箱式折曲并向东聚敛,近菲律宾吕宋岛弧—台湾岛构造带其折曲更为严重,沉积盆地由西向东,展现为不同阶段的沉积盆地,发育、成长、结束、消亡,块体俯冲方向以及各块体的区域性倾伏方向均与区域应力场方向一致.     

东亚地区现今构造应力图的编制

利用2993个浅源地震的地震矩张量解、404个Ｐ波初动方向震源机制解和47个深井孔的孔壁崩落资料，编制了东亚地区现今地壳构造应力场主应力方向和应力类型分布图．按200km的等距格点，算出有资料地区各格点半径为200km范围内的平均应力方向，绘制了平均主应力方向分布图，并绘制了东亚地区的震源机制解分布图．主应力方向分布特征表明，东亚地区的现今构造应力场除受印度 欧亚板块碰撞的强烈影响外，俯冲带的弧后扩张亦有重要影响．喜马拉雅山弧处的大陆碰撞和缅甸山弧处的弧后扩张之联合作用可能形成了青藏高原东南部主应力方向的显著转动．菲律宾海板块与欧亚板块在台湾的碰撞与琉球岛弧弧后扩张的联合作用影响了中国东部的应力场．爪哇海沟俯冲带的弧后大片地区现今没有强震活动，这里的弧后扩张可能是造成东南亚地区物质容易向南运动的因素．青藏高原内部大致以昆仑山为界，北部和东北部是大陆内部的宽阔挤压带，南部和西南部地壳上部主要处于正断层型应力状态中．      

台湾南部～菲律宾地区的地震分布、应力状态及板块的相互作用

利用ＩＳＣ地震资料研究了台湾南部～菲律宾群岛的地震空间分布和ｍ＿ｂ≥５．０的机制解，讨论了俯冲带的形态和地壳及俯冲带上的应力状态，并结合地质和地球物理的研究结果，认为南海次板块的东部边界是由台湾西南俯冲带、马尼拉俯冲带、内格罗斯俯冲带、哥达巴都俯冲带组成，菲律宾海板块的西部边界由东吕宋海槽俯冲带、菲律宾海俯冲带组成。菲律宾群岛是一个形变过渡带，由于该过渡带的存在，南海次板块俯冲于菲律宾群岛之下，菲律宾海板块对南部的影响很弱     

基于地震参数的缅甸弧俯冲带处板块间几何接触方式的研究

从全球板块系统来看,中国大陆周边板块活动是其地壳运动的主要外部力源,明确周边板块与中国大陆间较精细的三维几何接触方式对中国大陆动力学研究具有实际意义.本文首先基于研究区域地震活动参数,引用Hayes等在2009和2010年提出的Slab1.0模型,对其进行改造以适用于研究缅甸弧俯冲带处欧亚大陆与印度板块接触的几何产状.其次,沿缅甸弧俯冲边界带截取了166个剖面,依次考察各剖面的震源深度分布情况,对其进行线性平面与非线性曲面拟合,定量地给出了缅甸弧俯冲带东向俯冲的三维几何产状及俯冲范围.最后,针对缅甸弧俯冲带上6个典型剖面的震源深度分布情况,并联合震源机制解和地质构造背景讨论并初步给出了该俯冲带可能的动力作用模式.本文企望为研究中国大陆与周边板块边界几何接触方式提供一个初步方案,并为板块间的动力作用及相关地球动力学研究提供基础研究资料.     

我国东北地区的新构造环境与深震火山活动

东北地区地处西太平洋俯冲带、千岛弧和日本弧的内侧.其新构造变形及板内运动明显地受到地幔上隆、火山活动与裂谷盆地的扩张等弧后活动的强烈影响.自上新世以后由于弧后深部作用和岩浆活动的大大减弱,来自我国西部向东北方向的挤压和贝加尔裂谷、莫穆裂谷的活动对此区的影响明显增强.西伯利亚与亚洲大陆南部之间的相对挤压迫使此区向东北方向滑移,但滑动速率、内部变形以及地震活动都远较其南侧的华北为低.     

东亚大陆新生代构造演化

东亚大陆的新生代构造演化受两大地球动力系统所控制:印度-欧亚板块的碰撞及陆内汇聚体系、西太平洋-印度尼西亚板块俯冲消减体系。从晚白垩纪到古新世期间,温暖宽阔的新特提斯洋分割着欧亚大陆和印度次大陆,并且向北俯冲消减于欧亚板块之下。与此同时,太平洋板块继续向西俯冲消减于欧亚板块之下,随着俯冲速率的大幅度降低,俯冲边界发生海沟后撤(trench rollback),使得欧亚大陆东边界开始形成一系列NNE走向的弧后拉张盆地。尽管印度与欧亚大陆碰撞的起始时间仍有争议,但至少强烈碰撞发生在距今45~55Ma期间。陆-陆碰撞及印度板块持续的楔入作用导致了新特提斯海的退出,青藏高原南部和中部的地壳增厚,并隆起形成"原青藏高原"。碰撞及其强烈的楔入作用还导致了青藏高原南部岩石圈块体向SE方向的大规模挤出。青藏高原南部块体的挤出时间与西太平洋-印度尼西亚海洋俯冲消减带的加速后撤是一致的,表现为沿消减带上盘弧后盆地的快速拉张和裂陷,构成具有成因联系的"源-汇关系"。距今20~30Ma期间,随着青藏高原大规模南东挤出的减弱,碰撞和楔入引起了向NE方向挤压的增强,导致了青藏高原本身向S和向NE方向的扩展。构造变形向南迁移到主边界逆冲推覆带,向北扩展到昆仑山断裂,造成柴达木盆地、河西走廊、陇西盆地开始接受最初的新生代沉积,形成青藏高原东北缘的大规模晚新生代沉积盆地群。西太平洋-印度尼西亚板块的海沟后撤大幅度减速或停止,直接导致了日本海扩张的停止,华北盆地裂陷期终止,进入整体热下沉阶段。大约距今10Ma以来,青藏高原内部的高海拔地区晚中新世以来开始出现近SN向的拉张,形成一系列SN向裂谷以及NW向右旋和NE向左旋的共轭走滑断裂系。与此同时,青藏高原向周边生长扩展,祁连山快速隆起形成高原北边界,龙门山也第2次加速隆升,与四川盆地形成近4 000m的地貌高差。在东部,沿西太平洋-印度尼西亚板块俯冲消减带的运动开始加速,不仅弧后拉张作用停止,一些早新生代的拉张盆地还发生反转而遭受到挤压缩短作用。     

第27届IASPEI大会概况及其主要专题讨论会和研讨会内容汇编

国际地震学与地球内部物理学协会（ＬＡＳＰＥＩ）第２７届大会于１９９４年元月１０－２１日在新西兰首都惠灵顿的惠灵顿维多利亚大学举行。来自４２个国家的４８３位科学家参加了这次大会。国家地震局派出了以副局长陈为团长的１３人代表团出席会议。本届大会共安排了２７个学术报告会和研讨会，会上宣读论文和报告３９９篇，张贴展示论文约１６０篇。本届ＩＡＳＰＥＩ大会的学术报告会和研讨会涉及广泛的地震学和地球内部物理学研究的前沿问题，内容包括：波在非均匀介质中的传播；地震危险性与地震危害；亚太地区的沉积盆地及其构造背景；地球深部间断面的构造形态和动力学；地震预测；地震层析成像和地幔动力学；俯冲带和弧后盆地；地热在下地壳、岩石学与流变学等方面之作用；区域地震的定位和定量化；毫赫与毫微赫地震学；脊区的地震学详细研究；太平洋的地震和海啸危险性；大小尺度的各向异性；全球地震观测技术的改进；地震的震源模拟和断层力学；诱发地震；非线性地震学；地震运动的地面地质效应；空间大地测量学和实时构造地质学；热流和热液循环；宽频带地震学和震源，等等。     

俯冲带耦合作用对苏门答腊地区应变场影响的三维数值模拟

采用有限元方法模拟了俯冲带耦合作用对巽他弧及其邻区的影响.根据模拟结果,对比GPS、地震和地质学观测数据,定量分析了苏门答腊及其周边地区的应变强度和主应变方向的分布特征,据此探讨了该区构造特征、地震发生模式与耦合面积之间的关系.模型由具有黏弹性性质的岩石圈和软流圈上地幔组成,其中岩石圈包括了大陆岩石圈和大洋岩石圈以及俯冲至上地幔中的俯冲板片.研究结果如下:(1) 通过对不同俯冲带耦合面积模拟,发现苏门答腊前弧伴随耦合面积的增加应变强度逐渐增大,而增大的应变强度又影响了其周边地区的应变分布特征,因此整个苏门答腊前弧呈现出明显的分段性,这与该区地震破裂模式有较好的对应.(2)苏门答腊北部地区主应变方向与南部相比存在一定的差异,该差异是俯冲带的俯冲方向、俯冲速度、俯冲形态以及不同区域间耦合面积共同作用的结果.(3)虽然苏门答腊2004年地震主震区处于弱耦合状态,但从本文模拟的结果中可以看到,在俯冲作用下该区依然存在垂直向下的位移,这为地震激发海啸提供了有利的构造环境.     

新疆额尔齐斯金矿带的成矿作用及其与中亚型造山作用的关系

额尔齐斯金矿带在泥盆纪－早石炭世处于沟弧盆体系之喀拉通克岩浆弧与克兰弧后盆地的交界处,前人因此套用活动大陆边缘的成岩成矿模式研究和解释额尔齐斯构造带的金矿形成与分布．但是,大量同位素测年和地质研究均表明成矿事件明显晚于洋壳俯冲体制,而发生于晚石炭－早二叠世的碰撞造山过程中,尤其是挤压－伸展转变期．通过分析典型金矿床的成矿时代、构造背景、矿床地质、成矿流体性质和成矿物质来源等,确证它们与碰撞造山体制的矿床特征一致,成矿物质主要来自矿区南侧地层或地体,因此运用碰撞造山成矿模式重新解释了金矿带的形成,指出了找矿方向．     

中国东部海域岩石圈结构面波层析成像

本文通过面波层析成像得到了中国东部海域及邻近地区的地壳上地幔S波速度图像,给出了主要构造单元的区划及其结构特征,并讨论了速度结构与现今构造活动及构造演化历史的关系.研究区内中下地壳的平均速度与地震活动存在比较显著的关系,强震基本都发生在低速区内或高低速过渡区.太行山以东地壳内存在几条北西向低速带,其中张家口—渤海地震带下方的低速带最为显著.东部海域划分成北黄海、南黄海、东海、和冲绳海槽等4个构造块体.北黄海具有较薄较高速的岩石圈,与南华北盆地类似,推测是中生代特提斯洋向北俯冲造成岩石圈减薄的遗迹.北华北地区具有低速的地壳和较厚的岩石圈,岩石圈地幔速度偏低且上下比较均匀,可能反映中生代沿北方缝合带持续碰撞作用的特点.南黄海具有相对较厚的岩石圈,较多地保存了下扬子克拉通的特征.在下扬子与华北地块的拼合过程中,洋壳俯冲可能是北黄海和苏皖地区上地幔低速特征的成因.在125°E以东的朝鲜半岛地区未发现这一拼合过程的遗迹.有可能整个朝鲜半岛都是华北地块的一部分;但也有可能是太平洋俯冲和日本海张开的作用完全改造了朝鲜半岛的岩石圈上地幔,抹去了以往构造运动的痕迹.东海地区的地壳厚度,特别是岩石圈厚度向冲绳海槽方向减小,反映出菲律宾海板块俯冲在弧后广大地区都有影响.冲绳海槽地区可见俯冲的菲律宾海板片以及板片上方显著低速的地壳和上地幔,为冲绳海槽的弧后扩张机制提供了证据.     

大洋俯冲带变质作用、流体行为与岩浆作用

依据有效的实验岩石学和相平衡模拟结果、结合俯冲带热结构模型,讨论了大洋地壳中的基性岩、沉积岩和超基性岩在不同俯冲阶段发生的脱水和熔融作用,及其对俯冲带岩浆作用的影响.大多数洋壳在弧前(90～100km)俯冲阶段基性岩和超基性岩脱水很少,明显脱水作用发生在表层沉积物中.在弧下俯冲阶段基性岩和超基性岩都发生强烈脱水,如基性岩中90%以上的水是由绿泥石、蓝闪石、滑石和硬柱石相继在弧下100～200km深度分解释放的,这与以往基于实验模拟得到的结果大不相同;超基性岩在弧下120～220km深度发生叶蛇纹石、绿泥石和10?相脱水;但变质沉积岩在弧下深度对流体贡献不大,其主要含水矿物为多硅白云母,可以一直稳定至300km深处分解成钾锰钡矿,多硅白云母分解后直到地幔过渡带深度俯冲洋壳板片不再有明显流体释放.在少数热俯冲带中,变质沉积岩和基性岩都可以发生部分熔融(尤其是水化熔融)形成富水花岗质熔体或超临界流体,含碳酸盐矿物的沉积物可以熔融形成含钾碳酸岩熔体.在少数冷俯冲带中,超基性岩中出现A相,可把水带至地幔过渡带深处.俯冲板片特别是沉积物可以携带很多强不相容的次要元素和微量元素,通过板片流体影响俯冲带岩浆岩的地球化学成分.在弧下俯冲阶段,俯冲带的地热梯度不穿过碳酸盐化榴辉岩和橄榄岩的固相线,其中的碳酸盐矿物可被携带到深部地幔.碳酸盐化榴辉岩会在400km深度发生熔融形成富碱的碳酸岩熔体,而碳酸盐化橄榄岩则不会在俯冲带下部的地幔过渡带中发生熔融.     

俯冲带中的水迁移

水从俯冲地壳迁移到地幔主要受地壳中含水矿物的稳定性支配,而俯冲带的热结构是决定俯冲地壳在哪个深度发生脱水的关键.大洋俯冲带的地温梯度变化很大,既有冷俯冲带也有热俯冲带,但是地震活动和弧火山作用在冷俯冲带相对突出.大陆俯冲带的地温梯度较低,地壳岩石总是在冷俯冲带发生变质作用,但是缺乏同俯冲弧火山作用.超冷俯冲带地温梯度很低(?5℃/km),俯冲地壳中的硬柱石可以把水带到?300km的深度.热俯冲带地温梯度很高(25℃/km),俯冲地壳在浅部就大量脱水,在80km的深度会产生长英质熔体.由于水大量溶解在这种熔体中,结果只有少量的水会运移到80~160km的弧下深度.在这两种脱水方式之外还存在大量介于两者之间的方式,使得俯冲带表现出多种水迁移现象.在暖俯冲带,低温/低压含水矿物在俯冲到60~80km的弧前深度时就发生分解,释放出大量的水.在冷俯冲带,低温/低压含水矿物随俯冲深度增加转变成低温/高压含水矿物,允许大量的水被迁移到弧下深度.无论在何种情况下,俯冲地壳的脱水不仅启动了地震活动,而且引起了地幔楔的水化.不过,总有少量水被超高压含水矿物和名义上无水矿物带至更深部地幔.俯冲板片之上的地幔楔并没有因为水的加入而立即发生部分熔融引起弧火山作用,而是首先在板片-地幔界面上发生水化.由于这里温度最低,比水化橄榄岩的湿固相线要低几百度,结果直到水化橄榄岩受到加热之后才能发生部分熔融.因此,弧火山作用一般发生在地幔楔被流体交代之后的某个时间.     

地球物理资料所揭示的南海东北部中生代俯冲增生带

根据新处理的重、磁和广角地震图件的解释, 推测在南海北部从台西南盆地到深海盆北缘存在一条大致NE45°走向的中生代俯冲增生带. 主要依据包括: 台西南-中沙东布格重力异常总梯度峰值带在强度和规模上都与马尼拉海沟俯冲增生带引起的总梯度峰值带相近; 该峰值带与海底地形和新生代构造都斜交, 指示前新生代构造; 该峰值带被NW向断层左行错断成雁列状, 符合中生代区域应力场特征; 其西北方在陆架区有与之大致平行的高磁异常带, 指示中生代火山弧. 此外, 海底地震仪资料显示在俯冲增生带位置上出现北倾陡坎、海底地震仪和长电缆反射地震剖面都显示相应部位出现双莫霍面叠置, 也可作为佐证. 这段中生代俯冲增生带的发现正好填补了欧亚大陆东南缘晚中生代俯冲增生带在南海东北部的一段空白.     

年青的九州俯冲带的地震结构和岩浆作用

地震层析成像表明，在九州北部深达俯冲的菲律宾海板块的地幔楔存在低速异常，且扩展到弧前区。我们还用岩石学资料采用数值模拟方法估计地幔楔的流体分布。地震学的数值模拟结果表明，年青的板块俯冲带的熔融和岩浆作用不同于老板块。脱水和熔融发生在年青（且热）板块如九州北部（≤26Ma）之上的板块弧和弧前底下，而流体（水溶液和熔融）主要发生在老板块区的弧后。