利用海洋重力场变化分析洋底板块运动

洋底板块运动是地球动力学和全球变化研究的重要内容.本文根据质量迁移与地球外部重力场变化的对应关系,利用不同时期测高资料推算的1995—2019全球海洋重力场变化结果,反演分析全球洋底板块运动特征.研究表明,板块汇聚边界、板块内无震海岭、海山群、断裂带等区域重力异常变化显著,而在板块离散边界无明显变化趋势;西南印度洋中脊、大西洋中脊、中印度洋中脊等地区重力异常垂直梯度变化显著,且在西太平洋俯冲带、部分海岭区域也存在明显变化,其空间分布与地形基本吻合.海洋重力场变化整体上准确反映了全球洋底板块构造运动.相较于重力异常变化反演结果,重力垂直梯度的变化能够更为准确地反映洋底板块运动特征,特别是在洋中脊区域,扩张速率越小,垂直重力梯度变化越显著.此外,详细讨论了测高海洋重力场不确定因素对洋底板块运动分析结果的影响,海面坡度改正是主要因素之一.     

研究揭示地幔深处的温度控制洋中脊的火山活动

<正>2014年4月4日《Science》发表题为"洋中脊下深部温度变化的地球物理和地球化学证据"(Geophysical and geochemical evidence for deep temperature variations beneath midocean ridges)的文章指出,地震波数据显示地幔深处的温度控制洋中脊与洋底巨大山脉的海拔高度和火山活动。洋中脊是地幔对流上升形成的,是板块分离的部位,也是新地     

大地构造和海陆起源的内波假说（Ⅰ）：关于板块学说的若干问题及…

随着资料的积累，不断发现与板块假说相矛盾的事实：地震层析没有发现地幔对流的证据，却发现大陆克拉通具有４００ｋｍ深的“壳根”；海洋地质调查发现一系列否定板块假说的重要证据，尤其是大西洋中多处发现古岩石；使海底扩张模型受到严重挑战；跨越扩张脊的一系列测量结果实际实际上否定了扩张假说。     

论青藏高原及邻区板片构造的一个新模式

本文首先论述了板块学说提出的过程和存在的一些不足与疑问,特别是该学说将Holmes（1948）的地幔热对流说作为驱使岩石圈板块运动的动力机制.而后又以青藏高原及邻区为例,根据区域地质、蛇绿岩和地质构造研究的成果,特别是地震测深研究的成果,详细地论证了本区不存在有大洋中脊扩张成为大洋盆地的新大洋和大洋板块简单的B型俯冲模式,但存在有海底扩张的陆间海和海洋地壳板片（蛇绿岩构造岩片）的仰冲以及大陆岩石圈板片复杂的A型俯冲新模式.新模式不是以地幔对流运动,而是以扩张分离A型俯冲的大陆岩石圈板片与软流圈之间的水平剪切相对运动机制作为它的躯动力.     

中国科学工作者对青藏高原的地球物理研究(综述)

目前,青藏高原已成为地学界瞩目的地区。自从板块学说提出以后,对于作为大洋-大洋型板块边界的洋脊和大洋-大陆型板块边界的岛弧研究得比较多,论述得也比较清楚,而对于大陆-大陆型板块的边界,则研究得比较少。中国的青藏高原被认为是欧亚和印度两大陆板块碰撞的典型地区,高原的隆起以及巨厚地壳的形成,均和两大陆板块碰撞有关。因此,近年来世界上许多国家的科学工作者对这一地区的研究表示了极大的兴趣。自1980年5     

板块运动驱动力的大小

以全部岩石圈板块处于动力学平衡为条件,可估计贡献给板块运动的各种驱动力的绝对大小。本文采用的方法是,先从已知参数估计出洋脊推力和下插板块拉力,然后解所有板块这些力的转矩的平衡方程。洋脊的推力是根据洋底年龄、海洋板块的深度和厚度,以及横向密度变化来估计,而下插板块的拉力是根据下行板块和周围地幔的密度差、下插板块的厚度和长度来估计。目前,计算的结果表明下插板块的拉力大约比洋脊推力大五倍;然而,具有短而浅的下插板块,但洋脊长的北美和南美板块似乎是由洋脊推力驱动。作用在太平洋板块上的下插板块拉力超过全部下插板块拉力的40％,作用在太平洋板块上的洋脊推力在所有板块中是最大的,地幔曳力与下插板块拉力和洋脊推力的和之间的高相关性使估计绝对纯驱动力变得困难。然而,下插板块阻力对抵消板块驱动力的贡献比地幔曳力的贡献似乎更大。根据应力估计,发现高应力集中在下行板块的前沿。     

我国地磁学研究的进展回顾

地磁学是地球物理学的一个重要分支。本世纪60年代以来,以海底扩张、大陆漂移、板块学说的建立为标志的地学大革命,给古老的地磁学带来勃勃生机。古地磁研究曾给大陆漂移提供了极有价值的证据。此后,地磁学科研究得到迅速的发展。一、地球磁场、空间物理的研究     

南大西洋洋中脊板块构造运动过程:古地磁的约束

海底磁异常的形态与洋中脊两侧板块的微运动或变形密切相关.因此,这方面的研究可为确定板块运动的演化历史、小尺度的动力学过程以及洋中脊分段的机制等提供重要约束.本文对南大西洋一段洋中脊(31°S—34.5°S)两侧的磁异常的偏度进行了系统研究.结果表明研究区域内扩张方向并不总是垂直于洋中脊走向,并且研究区域不同剖面的扩张方向也不一致,具体表现为从北向南,平均扩张方向逐渐增加,依次为33.6°±5.3°、62.8°±13.0°以及94.3°±8.0°.这表明洋中脊的倾斜扩张机制具有复杂性,初步解释应该与转换断层的剪切应力增加有关.深部辉长岩层倾斜和扩张速率不对称性对海底磁异常偏度的影响值得深入研究.另外,由北向南确定的欧拉极向东移动,表明洋中脊两侧的板块在6.5 Ma期间存在剧烈形变.     

智利三联点南部扩张洋脊俯冲区域岩石层热结构的数值模拟

智利三联点(CTJ)位于纳兹卡板块、南极洲板块与南美板块的交界处,由南极洲—纳兹卡板块之间的智利洋脊俯冲到智利海沟而形成.巴塔哥尼亚板片窗的发展是智利洋脊长期扩张俯冲的结果之一.随着纳兹卡板块的不断东向俯冲,纳兹卡板块范围逐渐变小,CTJ同时向北移动.本文采用数值模拟方法,建立了关于洋脊海沟碰撞的简单二维模型,来研究智利三联点南部扩张洋脊俯冲区域岩石层的热结构.模拟结果表明,洋脊的位置、板块相对汇聚速度及上覆大陆板块的存在均对俯冲区域海洋板块的温度结构有着很大影响,并且大陆板块下方海洋板块温度变化最大的位置距洋脊的水平距离与洋脊到板片窗范围的水平距离两者之间具有较好的一致性.同时,当存在两两板块间的相对汇聚时,洋脊右侧大陆板块下表面的温度升高,俯冲带内海洋板块温度接近于地幔温度.纳兹卡板块以7.8 cm·a~(-1)的速度急速俯冲于南美板块之下的过程中,同时伴随着智利洋脊的持续扩张俯冲,在智利三联点南部,南美板块之下纳兹卡板块的温度因而可以更快地达到地幔软流层的约1300℃温度,并最终消亡于地幔之中.     

全球Ms≥7￣3／4级地震的定向迁移

对全球尺度的６条大地震带内１９００～１９９０年中１８４次Ｍｓ≥７３／４级地震进行了沿地震带方向定向迁移的分析，获得了全球统一的地震定向迁移规律，总体是由西向东，迁移速度由７００ｋｍ／ａ变为１５０ｋｍ／ａ，此现象可以作多种暂态地球动力作用过程的推论，如以大西洋脊间歇式张裂引起上地幔软流物质自西向东运动，呈现纵波式的振荡传播；也可解释为非洲板块、阿拉伯板块和印度板块自西南向东北对欧亚地震带依次的推压引起向东的应变波的传播；太平洋脊两侧洋底板块向西北和东北两侧的斜向推压，可能是造成两侧地震带地震向北迁移的触发源     

全球Ms≥7￣3／4级地震的定向迁移

对全球尺度的６条大地震带内１９００～１９９０年中１８４次Ｍｓ≥７３／４级地震进行了沿地震带方向定向迁移的分析，获得了全球统一的地震定向迁移规律，总体是由西向东，迁移速度由７００ｋｍ／ａ变为１５０ｋｍ／ａ，此现象可以作多种暂态地球动力作用过程的推论，如以大西洋脊间歇式张裂引起上地幔软流物质自西向东运动，呈现纵波式的振荡传播；也可解释为非洲板块、阿拉伯板块和印度板块自西南向东北对欧亚地震带依次的推压引起向东的应变波的传播；太平洋脊两侧洋底板块向西北和东北两侧的斜向推压，可能是造成两侧地震带地震向北迁移的触发源。     

白垩纪和新生代海洋盆地的板块构造重建

在这篇文章中,我们根据以前发表的洋底扩张等时线提出了9个新生代和中生代的板块重建。研究板块重建的目的是(1)解决是否能对等时线进行修整得到精确的板块构造重建,(2)找出磁性等时线间明显不重合的区域,作为进一步研究的重点。(3)检验对话武计算机     

北半球压缩的空间大地测量技术检测

利用现代空间大地测量技术测出北半球活动板块边缘会聚、扩张和滑动速度．北半球板块间南北方向运动总体上呈现会聚类型，反映北半球在南北方向处于收缩状态；北大西洋中脊扩张速度明显小于南大西洋中脊；纬度为7.7,23.3,34.8,42.0和51.0的闭合环纬线长变化率分别为－20.0,－15.5,－3.5,－4.1和－5.8 mm/a，均为负值，表明北半球纬向运动在收缩．另外，利用板块欧拉运动定律得出北半球同纬度板块回路速度闭合差为负值，进一步验证了北半球压缩．      

智利三联点南部含洋脊海洋板块俯冲过程的数值模拟

"三联点"是全球板块运动系统的重要组成部分.扩张的智利洋脊向南美板块俯冲形成了智利三联点,并造成了智利三联点以南数百千米范围内剧烈的地形变化.智利三联点区域的初始板块俯冲角度、洋脊扩张速率等因素的差异对南美板块岩石层热结构及地形起伏造成了显著影响.本文采用有限差分方法,构建了智利三联点区域洋脊俯冲的二维数值模型,模拟洋...     

南海海槽西部俯冲带日向滩地区俯冲九州—帕劳洋脊的成像

为了研究九州—帕劳洋脊(KPR)俯冲部分与同震破裂扩展、地震活动性和浅部甚低频地震的关系,对南海海槽西部俯冲带日向滩地区进行了三维地震层析成像。结合岸上和近海记录的主动源和被动源地震数据,成像了从该海槽轴附近到海岸地区的深部板块。我们的结果表明,俯冲的九州—帕劳洋脊为西北—东南向的低速带,向下扩展到约30km的深度。在这个深度,我们认为俯冲的九州—帕劳洋脊与板块分离,成为上覆大陆板块的底座。由于过去大地震的同震滑动地区没有延伸到俯冲的九州—帕劳洋脊,我们认为九州—帕劳洋脊可能阻碍了破裂的扩展。俯冲的九州—帕劳洋脊的内部在很宽的深度上分布有活跃的板内地震活动。浅部甚低频地震在俯冲的九州—帕劳洋脊上部连续发生,而在俯冲的九州—帕劳洋脊的东北部却是间歇地出现。因此,俯冲的九州—帕劳洋脊看来是这个地区同震破裂扩展和地震现象的一个重要因素。     

南卡斯凯迪亚消减带的旋转及板块闭锁

GPS矢量及地震倾斜率同时反演出俄勒西部的旋转和南卡斯凯迪亚消减逆冲断层的板块闭锁，板块闭锁极其远离海岸，与过去的研究一致，这足以导致地质因素而诱发大地震的发生。俄勒冈部绕邻近极的顺时针旋转可能是由海盆和洋脊的沉降所驱动，导致了华盛顿州北西向的缩短，转移极位于奥匹克－瓦洛厄的线形构造带，这解释了旋转极南部的主导扩张和北部的收缩。     

南海海槽西部俯冲带日向滩地区俯冲九州-帕劳洋脊的成像

为了研究九州-帕劳洋脊（KPR）俯冲部分与同震破裂扩展、地震活动性和浅部甚低频地震的关系,对南海海槽西部俯冲带日向滩地区进行了三维地震层析成像。结合岸上和近海记录的主动源和被动源地震数据,成像了从该海槽轴附近到海岸地区的深部板块。我们的结果表明,俯冲的九州-帕劳洋脊为西北-东南向的低速带,向下扩展到约30km的深度。在这个深度,我们认为俯冲的九州-帕劳洋脊与板块分离,成为上覆大陆板块的底座。由于过去大地震的同震滑动地区没有延伸到俯冲的九州-帕劳洋脊,我们认为九州-帕劳洋脊可能阻碍了破裂的扩展。俯冲的九州-帕劳洋脊的内部在很宽的深度上分布有活跃的板内地震活动。浅部甚低频地震在俯冲的九州-帕劳洋脊上部连续发生,而在俯冲的九州-帕劳洋脊的东北部却是间歇地出现。因此,俯冲的九州-帕劳洋脊看来是这个地区同震破裂扩展和地震现象的一个重要因素。     

走滑断层对洋中脊热结构与流动场的影响规律及对太平洋南部边界RRF型三联点的解释

选取太平洋板块南部边界的板块相对运动速度不同的两个洋脊－洋脊－转换断层（RRF）型三联点，即麦夸里（Macquarie）三联点和南太平洋三联点，为研究对象，通过数值模拟的方法，研究该类型三联点走滑断层边界两侧的板块相对运动速度对三联点附近地区地幔流动场和温度结构的影响。模拟结果表明:太平洋南部边界RRF三联点走滑断层边界两侧的板块相对运动速度控制着三联点附近的温度分布和地幔流动；随着走滑断层边界两侧板块相对运动速度的增加，转换断层相对滑动速度增加，温度上升，距洋脊边界100 km范围内的地幔流体速度变大；麦夸里三联点和南太平洋三联点处3个板块的相对运动，使得三联点的转换断层边界浅部产生剪应力集中，导致震源深度集中在15—25 km；同时相对运动产生的地幔流动引起温度结构变化，该变化控制着地形变化。      

第27章：海洋地震学

地震学是研究地震及与地震有关现象的学科，尤其是对地球内部物理性质的研究。海洋地震学只是针对在海洋进行观测的地震学。由于海洋覆盖了大多数的板块边界，所以大多数地震发生在洋底。这为在海洋进行近源地震观测和研究提供了契机。模拟地震波速度结构为了解正在进程中的地震过程和历史活动提供了基本方案。但由于缺少洋底宽频带地震数据，目前对全球范围的地球深部模拟工作开展得还比较有限。     

中国板内浅源地震与板缘地震的相关分析

传统大地构造学侧重于大陆的研究,忽视了海洋,而板块构造学则立足于海洋,对于大陆内部的板块划分讨论极少。对于大陆板块的逐级划分,早在板块学说问世之前就开始了,只不过当时采用的名称(如断块、块体、地块等)不同,没有与海底扩张理论联系起来。