全球空间测地站矢量场对板块运动的描述及地幔的经、纬向流

从 2 0 0 1年IERS公布的ITRF参考框架系下的 4 32个空间测地站中以面积平均随机选用了111个站 ;这些点的站速度矢量图描述了北半球欧亚 (EA)、北美 (NA)和北太平洋 (NP)三大板块的运动态势 :以北大西洋洋脊为轴 ,欧亚板块向NE—E—SE运动 ;北美板块向NW—W—SW运动 ,呈绵羊角式张裂运动 ,两者在大西洋两侧的N向运动越过极区后 ,汇集指向阿留申 ;北太平洋板块以超过北美板块和欧亚板块 6倍左右的速度向NWW运动 ,与欧亚板块呈正面碰撞型关系 ,表现为大洋壳的深俯冲与大陆壳仰冲 ;北太平洋板块与北美板块以圣安德烈斯断层为界呈剪切拉张型关系。文中描述了南半球南美 (SA)、非洲 (AF)、阿拉伯 (AR)、印—澳 (IN—AU)和东南太平洋 (SP)的运动态势 :以东南太平洋洋脊为轴 ,其东侧的纳兹卡 (NZ)板块高速向东运动 ,而其前方的南美、非洲、阿拉伯和印—澳等板块则向NE—NNE运动 ,速度依次增高 ,可能与其间的大西洋洋脊、印度洋洋脊和红海裂谷张裂的正、反向叠加作用有关。西南太平洋与澳大利亚板块的东北缘和东缘均呈强碰撞强剪切型运动关系 ,而纳兹卡板块与北美板块呈追尾型运动关系。南极板块 (Ant)从环南极洋脊的东南太平洋段为起点向南运动 ,过南极后继续向北、向非洲、印度洋方向运动 ,并略显右旋。上述板?     

北伊里安盆地北缘海底滑坡特征及成因研究

北伊里安盆地位于澳大利亚板块与太平洋板块的汇聚挤压边缘,自晚白垩世开始,澳大利亚板块不断向北移动,与太平洋板块发生多次挤压碰撞,形成了构造活动复杂区域,由此为盆地北缘海底形成广泛滑坡提供基础。通过分析盆地北部高精度的二维地震资料,对海底滑坡特征进行了详细刻画,识别出海底滑坡的3个构造单元：头部、体部和趾部,不同部位都具有其典型的地震特征。该区域海底滑坡广泛发育,分为陆坡/陆架滑坡、水道壁滑坡、峡谷滑坡和块体流沉积4种类型。结合该盆地的区域地质背景,认为板块之间的俯冲碰撞等构造运动对海底滑坡起了主要控制作用,在海底地形坡度作为内因和沉积物供给速率、海平面变化、地震活动等外界因素的共同作用下诱发海底滑坡。     

大南海地区新生代板块构造活动

在新生代澳大利亚板块和欧亚板块之间的大洋中，存在一些地块(微板块)；同时，澳大利亚板块北部边缘的一些地块先后和澳大利亚板块分离，向北运动，与一些和欧亚板块分离出来的地块先后发生碰撞缝合。在此期间，由于地块分离而发生海底扩张，产生许多小洋盆，如南海、苏录海、苏拉威西海、安达曼海等，最后形成了东南亚地区今日的构造景观。笔者从大南海地区新生代的构造演化史之框架来研究南海地区新生代的构造演化历史，认为南海地区新生代的构造活动既与印度板块和欧亚板块的碰撞有关，也与太平洋板块向欧亚板块的俯冲活动有联系；同时，还受到澳大利亚板块向北运动之影响。南海地区在新生代发生过两次海底扩张，第一次海底扩张发生在42～35Ma前．是受印度板块和欧亚板块碰撞而引起欧亚大陆之下向东南方向之地幔流的影响而发生的，其海底扩张方向为NWSE，产生了南海西南海盆；第二次海底扩张发生于32～17Ma前。由于太平洋板块向欧亚板块俯冲，俯冲的大洋岩石圈已达700km深处，阻挡了欧亚大陆的上地幔向东南方向之流动，从而转向南流动。引起南海地区南北向海底扩张，即新生代第二次海底扩张，产生了南海中央海盆。南海新生代洋盆诞生之后，由于大南海地区继续有地块碰撞和边缘海海底扩张，对南海南部地区产生挤压，从而使这里的沉积发生变形，这就引起万安运动(南海南部)。     

全球GPS矢量场的分区描述及规律性分析

以平均选择的GPS站点运动年速率编制了全球板块运动矢量场,从而揭示了以下几点规律:1从北大西洋洋脊东侧起,直至西北太平洋岛弧带,欧亚大板块总体呈现顺时针宽弧形运动;2从北大西洋洋脊西侧直至美洲大陆西边缘,北美大板块呈现反时针宽弧形运动;3从南大西洋洋脊东侧起,直至克马德克—新西兰一线,非洲板块和印—澳板块一并呈现从北东指向渐变为北北东指向的运动;4东南太平洋洋脊西侧太平洋板块总体向北西西方向运动;5东南太平洋脊东侧海底大小板块总体向北东东运动;6南美洲整体向北运动;7北极区总体向太平洋北缘运动;南极洲总体向大西洋区运动,并有分裂—对旋迹象。分析上述运动的分区展布,可推论以下几点运动动力学的认识:1拖动全球板块一级运动势态的地幔流可分解为由南极区向北的径向流与由大西洋洋脊和东南太平洋洋脊的东西两侧纬向流的二元动力联合作用,从而造成全球性指向北东和北西的斜向运动;2以重力大地水准面所展现的低阶双重非对称的地球,是引导表壳发育张裂洋脊带和汇聚俯冲带的力学条件;3沿赤道两侧不协调运动带呈现压扭、张扭的复杂变动除了南半球与北半球地幔流在运动指向和速度的差异而造成之外,还可能与地球质心的偏心和南、北半球自转速度的差异变化有关;4南极洲相对环南极洋脊的偏极分流运动还有待进一步研究。在以上认识的基础上,本文讨论了造成三大洋脊在全球表壳的分布、全球深俯冲带仅仅在环太平洋边缘带内发育、北半球和南半球的板块径向、纬向运动有整体性差异等问题的原因。造成上述现象是与地球整体的双重不对称性有关,即北、南半球和0°/180°半球的缩、胀和快、慢的双重非对称,而这种双重不对称性是地球内部物质的热状态、运动状态以及质量分布等原因造成的,我们认为以重力大地水准面所展现的低阶双重非对称的地球表壳,既是约束地幔流的上边界条件,又是引导表壳发育张裂带的力学条件,目前地球表面的这些一级构造因素并不是随意造成的,它们有着深刻的地球物理背景。本文还着重讨论了双重非对称畸形壳体的构造力学背景,根据GPS资料建立了地球热流驱动的地幔经、纬向一级对流格局。     

粤港地震的分布规律及防范对策初探

广东及香港的地震与板块构造背景息息相关,并可划分为东,西,中三个地震带,东带位于大埔－海丰断裂南京的粤东沿海一带,属西环太平洋地震带主带西侧的影响带,与太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲有关;西分布于广西灵山至广东阳江北西西向连线南西侧的粤西沿海一带,属喜马拉雅山－横断山－印度尼西亚地震带主带北东侧的影响带,与印度板块向欧亚大陆板块俯冲有关;     

中国东南海域中生代构造演化与油气勘探前景

<正>中国东南海域指长江口启东嘴与济洲岛一线以南,莺歌海盆地以西,东至钓鱼岛隆褶带海域,整体呈NE-NNE向带状展布。地处欧亚板块、印度-澳大利亚板块和太平洋板块之间,是发育于前中生界基础之上的中新生代叠合盆地,受特提斯构造体系与太平洋构造体系双重影响。以往由于勘探技术和地震处理技术限制,油气勘探活     

大洋洲地区大地构造格架与优势矿产资源

大洋洲横跨印澳板块、太平洋板块和欧亚板块三大板块,区内从太古宙至今经历了漫长的构造演化历史。根据区域地质特征,该区可划分为3个一级构造单元,即澳大利亚中西部前寒武纪克拉通、澳大利亚东部古生代造山带和环太平洋中新生代岛弧区,12个二级构造单元和40个三级构造单元。3个一级构造单元由于经历了不同的构造演化过程,各自发育了不同的岩石组合和矿化作用。在研究区域构造演化与成矿作用耦合关系的基础上,总结出3个构造单元的成矿特征:澳大利亚中西部前寒武纪克拉通成矿过程与克拉通的生长有关,成矿时代主要为太古宙和元古宙,优势矿种为金、铜、镍、锰、铁、铀、稀土、铅锌、铝土等;东部古生代造山带成矿多和古太平洋与古冈瓦纳板块的相互作用有关,成矿时代为古生代,优势矿种为铜、金、铅锌和钨锡;环太平洋中新生代岛弧区的成矿作用多与印澳板块、欧亚板块与太平洋板块的相互作用有关,成矿时代多集中在中—更新世,优势矿种为铜、金、镍、钴等。对大洋洲地区矿产资源潜力进行了评估,认为大洋洲地区的铁、锰、铜、铝、镍、金、铀、稀土等矿产资源均具有较好的潜力。     

大洋洲地区大地构造格架与优势矿产资源

大洋洲横跨印澳板块、太平洋板块和欧亚板块三大板块,区内从太古宙至今经历了漫长的构造演化历史。根据区域地质特征,该区可划分为3个一级构造单元,即澳大利亚中西部前寒武纪克拉通、澳大利亚东部古生代造山带和环太平洋中新生代岛弧区,12个二级构造单元和40个三级构造单元。3个一级构造单元由于经历了不同的构造演化过程,各自发育了不同的岩石组合和矿化作用。在研究区域构造演化与成矿作用耦合关系的基础上,总结出3个构造单元的成矿特征：澳大利亚中西部前寒武纪克拉通成矿过程与克拉通的生长有关,成矿时代主要为太古宙和元古宙,优势矿种为金、铜、镍、锰、铁、铀、稀土、铅锌、铝土等;东部古生代造山带成矿多和古太平洋与古冈瓦纳板块的相互作用有关,成矿时代为古生代,优势矿种为铜、金、铅锌和钨锡;环太平洋中新生代岛弧区的成矿作用多与印澳板块、欧亚板块与太平洋板块的相互作用有关,成矿时代多集中在中一更新世,优势矿种为铜、金、镍、钴等。对大洋洲地区矿产资源潜力进行了评估,认为大洋洲地区的铁、锰、铜、铝、镍、金、铀、稀土等矿产资源均具有较好的潜力。     

中国东北地区太平洋板块精细俯冲特征

中国东北地区的火山较为活跃。一些学者认为这些火山的起源与西太平洋板块的俯冲和软流圈物质的上涌存在密切联系。尽管天然地震层析成像结果明显地显示出火山区下方存在着太平洋板块,但板块的厚度、存在范围等俯冲特征仍然不是特别清晰。为此,采用远震层析成像和走时拟合相结合的方法深入研究了中国东北地区的壳幔速度结构,特别是太平洋俯冲板块的精细结构。研究结果表明:(1)板块的平均厚度和速度异常分别为85 km和1%,而且与日本海地区结果进行对比可推测板块并未增厚;(2)板块以低角度俯冲进入地幔过渡带,到达过渡带底部后弯曲成水平状,向西延伸至东经127°而停止;(3)水平延伸的板块恰好位于火山区的下方。这些俯冲特征有助于人们更好地理解陆内火山的起源及地球深部动力学过程。     

阿留申俯冲带几何学特征及运动学成因模式

阿留申俯冲带位于环太平洋俯冲带最北端,是东太平洋型俯冲和西太平洋俯冲的过渡区域。该俯冲带火山岛弧距离海沟的距离从东向西逐渐增大,而形成地球上独特的岛弧火山链与海沟V字型斜交的现象。这一现象的运动学成因目前并没有统一的认识。本文通过对阿留申俯冲带几何形态数据、运动学数据进行整理分析,尝试运用构造赤道理论探讨该现象形成的运动学背景。阿留申俯冲带的几何学数据表明:从俯冲带东段(175°E)至俯冲带西段(155°W),火山岛弧距俯冲海沟的距离从80 km增加至250 km。与此同时,俯冲板片的倾角由60°减小至30°。板块的运动学分析表明:相对北美板块,太平洋板块的东段的运动矢量为48 mm/a,向北运动;逐渐转变为西段的78mm/a,向西北方向运动。相对于软流圈,太平洋板块的运动方向没有改变,始终向西北方向运动,速率向西逐渐增加。因此,在俯冲带的东段太平洋板块的绝对运动方向和相对运动方向存在30°左右的夹角,而这个夹角在西段几乎不存在。太平洋板块的绝对运动方向和相对运动方向之间的夹角不同,会导致软流圈对俯冲板片的反作用力差异,从而形成不同的俯冲角度和俯冲带宽度。太平洋板块相对北美板块和相对地幔的速度方向夹角的变化被认为是引起阿留申火山弧与海沟"V"字型斜交的运动学成因。     

东海陆架盆地类型及其形成的动力学环境

东海陆架盆地位于欧亚板块东南缘,处于华南陆块(包括西部的扬子地块和东部的华夏地块)之上.其基底是华夏地块在东海陆架的延伸,也是西太平洋大陆边缘构造域的重要组成部分.从全球板块构造格局分析,东海陆架盆地处于西太平洋三角带区域,是印度-澳大利亚板块和太平洋板块与欧亚板块巨型汇聚的地带,也是全球汇聚中心,其东西两侧分别与特提斯和西太平洋构造域演化息息相关.总体来说,东海陆架盆地是“欧亚板块与太平洋板块之间的碰撞、俯冲、弧后扩张,印度-澳大利亚板块与欧亚板块之间的汇聚、碰撞、楔入的远程效应,以及地球深部动力学作用”共同叠加、复合作用形成的弧后盆地.其形成机制符合被动扩张模式,向东的地幔流和软流圈下降流是导致弧后扩张的主要地球深部动力来源.     

东海陆架盆地南部中生代演化与动力学转换过程

东海陆架盆地处于欧亚板块东南缘,其构造演化、动力学机制转换同太平洋板块与欧亚板块碰撞及印度-澳大利亚板块远程推挤效应有关。中生代以来,该盆地形成和演化过程受到古太平洋板块多期俯冲及多构造体系的叠加改造,地质构造和地球物理场复杂,盆地演化及动力学过程等一直是争论的焦点。本文利用最新调查资料,通过构造物理模拟实验、构造解析和平衡地质复原剖面等方法,结合区域构造背景,系统分析了东海陆架盆地中生代演化过程,探讨了其构造动力学转换过程。研究认为东海陆架盆地自中生代以来经历了晚三叠世前的被动大陆边缘和晚三叠世-中侏罗世活动大陆边缘挤压坳陷型盆地阶段,挤压应力来源于伊泽奈崎板块向欧亚大陆板块的低角度俯冲;早白垩世晚期-晚白垩世活动陆缘伸展断陷型盆地阶段,应力来源于太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲后撤导致的岩石圈减薄作用;古近纪为弧后伸展断陷型盆地阶段。同时认为东海陆架盆地古特提斯构造域向古太平洋构造域转换的时间应该发生在中三叠世末期,古太平洋板块低角度俯冲和俯冲后撤代表华南中生代深部地质过程。     

板块与中国新构造单元

一中国位于欧亚板块的东南部,其东受太平洋板块的作用,西南受印度板块的作用,这就是施加于中国及其邻近地区的两组应力系统。因此,除了板块移动和俯冲本身是第一级的新构造运动外,中国广大地区的新构造单元布局,以及挽近构造型式的发育等等,都不能不首先归因子板块边界的活动。甚至在板块学说诞生以前,很多学者已经直觉地认识到太平洋和印度地区的活动对中国构造型式的影响和控制。例如黄汲清在一九四五年提出“古亚洲大陆”向南推进,受到太平洋的“回击力,因而形成“太平洋褶皱”;同时又受到向北挺进的冈瓦纳大陆的“抵抗”,形成了     

按大地构造观点进行中国地震地质区划的尝试

在先前的几篇文章中,著者把自中生代以来中国的大地构造格局划分为三大构造域：滨太平洋构造城,特提斯喜马拉雅构造域和古亚洲构造域,并简略地讨论了它们的发展特点。新构造运动,包括有史以来的地震活动在内,是三大构造域活动的继续,所以我们认为中国的地震地质区划也和大地构造区划一样,,表现为三大构造地震域,简称三大地震域,即滨太平洋地震域,特提斯喜马拉雅地震域和古亚洲地震域。既然滨太平洋构造域是太平洋板块向亚洲俯冲的结果,那么,滨太平洋地震域也应当是太平洋板块向亚洲俯冲的结果;特提斯喜马拉雅构造城既然是印度板块向亚洲板块碰撞的结果,那么,特提斯喜马拉雅地震域也应当是印度板块向亚洲板块碰撞的结果,它们两者之间的分界就是有名的南北地震带,后者是太平洋板块和印度洋板块两个应力场所形成的干涉带。这样的地震地质区划是和一些地球物理学家的观点完全一致的。古亚洲构造域的主体是西伯利亚地台和蒙古皱褶系。整个说来它的地震活动性表现得很微弱,只有蒙古西部,特别是阿尔泰地区有若干强震,这可能仍是受印度板块碰撞的结果。而贝加尔裂谷型地震活动可能是北冰洋中脊地震活动带的南延。因为这些地区已不再中国境内,本文不作讨论。下文仅就大地构造观点来谈谈中国的地震地质区别。     

帝汶海槽构造与地震特征对深部板块的约束

帝汶海槽位于东南亚班达海与澳大利亚西北帝汶海之间的外班达岛弧,新近纪以来特别是晚中新世—晚上新世期间澳大利亚板块与班达岛弧的碰撞引发了帝汶岛的隆升和帝汶海槽的变形,影响了区域内的构造活动。澳大利亚西北大陆架边缘正断层主要控制了台地、地垒和地堑构造,帝汶海槽北部在弧—陆碰撞引发的帝汶岛隆升与海槽沉降双重作用下形成一系列逆冲和褶皱,海槽底部NE-SW向逆冲断层为海槽变形前锋,控制了海槽形态。构造特征与天然地震特征表明,澳大利亚板块与班达岛弧之间的班达俯冲带位于帝汶岛与内班达岛弧之间的翁拜海峡,以平均约62°的高角度俯冲,俯冲深度超过600 km,深部震源与上部震源之间存在明显的地震带间断,澳大利亚板块向东南亚板块下方的俯冲已逐渐减缓趋于停止,但由弧—陆碰撞引发的帝汶海槽与帝汶岛变形仍在持续,内班达岛弧正在沿班达海发生变形。在俯冲作用相对平衡的背景下,澳大利亚板块向东南亚板块下方的俯冲可能会转变为造山作用,未来内班达岛弧可能会隆升形成内、外班达岛弧双重造山带。     

全球超大型斑岩铜矿浅析

燕山-喜马拉雅期构造运动，引起印度板块与欧亚板块剧烈碰撞、太平洋板块向东俯冲与美洲大陆向西漂移，产生了"加厚旋涌"效应，即下地壳的加厚并深插上地幔软流圈，改变了软流圈运动方式而上涌，伴随强烈的岩浆活动和成矿物质上涌，完成了大规模成矿作用，在特提斯-喜马拉雅地区和太平洋东部边缘产出世界级超大型斑岩铜矿系列.初步提出太平洋东部边缘成矿作用明显超过特提斯-喜马拉雅地区原因.     

黑龙江金厂金矿流体包裹体研究

黑龙江金厂金矿位于黑龙江东宁县境内,是上世纪90年代发现的一个大型金矿.该区南临华北地台北缘,处于古亚洲构造域和滨太平洋构造域的接合部位.由于受太平洋板块向欧亚板块俯冲的影响,区域上中生代构造-岩浆活动十分强烈,形成了一系列隆起和凹陷带,构造线总体走向以NE和NNE向为主.     

中国东部中生代岩浆活动与太平洋板块向西俯冲有关吗?

通常认为,中国东部中生代岩浆活动与太平洋板块的向西俯冲有关,而本文的研究表明,中生代时中国东部不属于环太平洋构造带,不处于安第斯活动陆缘环境,没有岛弧玄武岩和岛弧花岗岩.许多资料表明,在中生代早期,太平洋板块基本上是向北俯冲的,至早白垩世中期(125 Ma左右)才转向西俯冲,而中国东部大规模岩浆活动主要发生于侏罗纪—早白垩世(约180～130 Ma),因此,中国东部中生代大规模岩浆活动与太平洋板块的向西俯冲无关.太平洋板块真正向西俯冲的时间非常短暂,只有125～110 Ma和43～0 Ma两个时段.在前一时段,中国东部岩浆活动仅限于中国东部沿海;在后一个时段,中国东部岩浆活动几乎绝迹.因此,中国东部中生代大规模岩浆活动与太平洋板块向西俯冲有关的命题是错误的.     

全球中、新生代大地构造特征及其演化框架——《全球中、新生代大地构造图》编图研究进展

全球中、新生代大地构造编图是全球构造理论研究的基础和切入点,本文介绍了该图编制思路与方法、数据来源和大地构造区划,并以地球圈层构造为主线,讨论了全球中生代以来水平构造和全球垂向圈层之间的衔接关系,认为大洋中脊和环太平洋边缘俯冲带通过印度洋、北冰洋、特提斯构造域以及南极洲板块发生构造衔接和转换。南极洲板块周缘被洋中脊环绕,并衔接了全球洋中脊在地球南部的离散运动。结合构造赤道理论,分析了全球不同构造背景下的构造单元之间的关系,认为构造赤道是中生代以来全球构造体制大规模调整的产物。在此基础上,从泛大陆裂解,洋陆关系的角度探讨了中、新生代的全球构造演化。     

浅谈中国大陆东缘中生代地质演化与泛太平洋板块活动的关系

本文旨在厘清中生代中国东缘受泛太平洋板块俯冲作用影响下,其可能形成的地质记录的时空分布与泛太平洋板块活动的关系。前者主要从岩浆、构造、沉积盆地的时空演化等角度出发,后者的运动学参数集中在俯冲角度、速度、方向等维度。结果显示：俯冲角度、速度以及方向的改变都有可能形成与之对应的地质事件;但是中国东缘（东北、华北和华南）区域地质记录间的差异也表明,即使都可能遭受俯冲作用,由于个体特殊的构造背景,最终的结果也不尽相同。我们对于中国东缘中、新生代的这一特殊构造现象进行了讨论,得出如下结论：首先三联点力学稳定性分析结果认为,在华北和华南碰撞拼合后,中国大陆东缘可能存在TTT、TTR或者TFT的三联点,而不是简单的稳定的被动大陆边缘;另外,中国华南早、中侏罗世近东西向岩浆岩的形成可能与法拉隆板块和伊泽奈岐板块洋中脊俯冲有关;晚侏罗-早白垩世的板片后撤由NWW向的伊泽奈岐板块与太平洋板块的洋中脊扩张作用所致;而华北克拉通东部记录侏罗纪伊泽奈岐板块俯冲的证据不足,可能并没有发生板块俯冲作用,表现为板块运动与作为中国东部最为薄弱地区的郯庐断裂带的强烈耦合作用。