地学棱镜实施计划：裂谷和俯冲带边缘的地球动力学过程（下）

被动的裂谷系统在裂谷过程中扮演了重要角色,因为它们包括了整个地质学历史的记录,从裂谷开端、大陆裂解、海底扩张以及最后的成熟边缘。RIE 起始的目标如同地学棱镜科学计划草案（DSP）所描述,是了解裂谷初始如何进行,驱动裂谷的过程如何相互作用和演化,这些过程如何导致特别的裂谷架构,什么是裂谷期和后裂谷期边缘演化过程中大陆、海洋、大气之间的基本变动。     

大陆裂谷的大地热流

在东非、莱茵和贝加尔裂谷系的热流研究结果表明,大地热流值取决于该地区大陆裂谷的类型、裂谷的阶段、裂谷内的构造和最新构造运动的时期,它们与内生作用过程和较流层挤入的位置密切相关。     

岩石层内与断裂后热释放有关的物理变化

我们根据岩石层的热状态来定义现代裂谷和古裂谷,现代裂谷是断裂后的岩石层尚未达到热平衡状态,而古裂谷是断裂后的岩石层已处于热稳定状态。将现代裂谷与古裂谷的物理特征进行对比,结果表明,它们的地貌、构造和岩浆特征方面虽有很多相同之处,但在地球物理特征方面却有一些明显的差异。在由现代裂谷转变为古裂谷时采用一个简单的岩石层热释放模型,我们可以看到,现代裂谷与古裂谷之间在岩石层的上地幔地震波速度和密度、表面热流、热结构与居里点深度、以及大地电磁性质方面的差异可以用宕石层冷却来解释。而单用冷却不能解释与断裂有关以及紧接断裂之后的复杂沉陷过程,也不能解释古裂谷内为什麽出现一些高速的壳层,以及地壳有时为什麽会加厚。假如考虑到岩石层的抗弯强度和与断裂有关的地壳的岩浆加厚,这些现象就可以得到解释。我们认为,许多现代裂谷下面的“上地幔异常”可能与断裂地壳岩浆加厚过程有关。     

沂沭古裂谷与里奥格兰德裂谷的初步比较

沂沭古裂谷与里奥格兰德裂谷处于近似的纬度,具有某些类似的特点。但它们形成的时代不同,沂沭裂谷已经消亡,里奥格兰德裂谷是现代裂谷,因此它们在现代构造、地壳结构、地震活动等方面不同。仔细研究对比它们之间的异同点,有助于深化对沂沐古裂谷构造、演化特征等方面的认识;对于认识地震与大裂谷构造的关系具有一定的意义。     

预测第聂伯尔-顿涅茨克古裂谷可能存在地震带

根据对第聂伯尔-顿涅茨克古裂谷（简称第-顿裂谷）的地区地质与地球物理综合性研究资料的分析,发现沿横穿该构造延伸的深层地震探测剖面出现4个可能存在的地震带。最有可能发生地震的是第-顿裂谷与乌克兰地盾和沃罗涅什结晶地块结合地区、古裂谷中央区域（皮亚钦塔拉拉耶夫卡深层地震探测剖面）以及第-顿裂谷与顿巴斯褶皱区结合带。     

依兰－伊通裂谷火山活动与地震活动

依兰－伊通裂谷火山活动与地震活动陈洪洲，任锦章，徐亚勤（黑龙江省地震局哈尔滨１５０００８）摘要沿着依兰－伊通裂谷发育有新生代的火山喷发带和现代的地震活动带。本文论述了该裂谷及其火山与地震活动特征，并讨论了地震与火山的关系，认为该裂谷的某些地震发生可能...     

东亚大陆伸展和裂谷作用与动力学

大陆岩石圈的伸展作用是块体分裂，大陆解体和漂移过程中必需的第一步，而伸展作用的模式则取决于驱动力系和大陆岩石圈的反响。所以不同类型裂谷的形成与地球深部地壳与地幔结构，深层过程及其力学机制密切相关。这是回答控制大陆生长与为什么会开裂的关键所在。本文在研究了系列裂谷构造的基点上，阐述了大陆裂谷的特点，地壳与地幔构造背景和地球物理场特征。论述了裂谷形成和其分类，讨论了我国攀西裂谷和莱茵地堑的深层过程。由     

黏土实验模拟分段剪切拉张下的偏斜角差异对汾渭裂谷带形成演化的影响

汾渭裂谷带由2组走向不同的盆地组成:以拉张为主的NEE向盆地(或盆地系)和以右旋走滑为主的NNE向盆地。相邻NEE向盆地(或盆地系)间的连接区由NNE向盆地和地垒组成。汾渭裂谷带南、北段总体走向NEE并以拉张为主,中段总体走向NNE且具走滑兼拉张的性质。汾渭裂谷带各段具有以下特征:各裂谷段新生代盆地按照先南、再北、后中段的时间顺序形成;盆地连接区规模依中、北、南段递减;忻定盆地东端平行于裂谷带北段走向延伸成NEE向,西端沿逆时针方向旋转成NNE向,而临汾盆地与忻定盆地呈近似反对称的展布。但是已有模拟实验或数值实验均无法解释这些特征,原因在于它们忽略了裂谷分段性对NEE向盆地及其连接区演化的控制作用。文中结合已有地质调查资料,基于黏土实验和数字图像相关方法,观测了在基底的分段右旋剪切拉张作用下上覆黏土盖层的裂陷过程,并对黏土盖层表面的变形场时空演化进行了定量分析。实验再现了汾渭裂谷带的主要构造特征,结果表明:1)裂谷带南、北、中段偏斜角(裂谷带两侧块体的相对运动方向与裂谷带走向之间的夹角)的依次递减是造成NEE向盆地的形成时间和连接区规模在各裂谷段呈现上述特征的原因。2)相邻NEE向盆地的相互作用是形成具有右旋剪切拉张的NNE向连接区的原因。3)相邻裂谷段之间的相互作用可能是造成忻定盆地和临汾盆地特殊构造特征的原因。因此,汾渭裂谷带各段的构造差异主要源于各段偏斜角的差异。但模型还存在不足之处,其中值得进一步完善的是模型未考虑汾渭裂谷带先存构造的影响,因而未能详细模拟汾渭裂谷带南、北段内盆地的构造特征。     

攀枝花-西昌古裂谷与“活化”的地球物理特征

本文对近年来在攀枝花-西昌（攀西）构造带所做的重力、地磁、航磁、古地磁、遥感、天然地震、大地电磁测深、地热和爆炸地震探测资料,进行了综合分析和研究,得出了该构造带的深部结构和地球物理场的特征。基于此,提出了攀西吉裂谷存在的地球物理标志,论述了该裂谷带与现代强烈活动的裂谷带和已消亡的古裂谷的差异与其“活化”的证据。本文最后提出,这是一个被动“活化”的古裂谷的论点。     

加拉帕戈斯三联点北部岩石层的开裂

加拉帕戈斯三联点是由科科斯板块、纳斯卡板块和太平洋板块在加拉帕戈斯微板块处汇聚形成的脊-脊-脊型三向连接构造。在科科斯—纳斯卡裂谷的大部分内斜坡以北区域,长约250km、宽约50km的西北—东南向的火山岩裂谷横插在东太平洋海隆的南北向海山上。在过去的4百万年中,东北—西南向的东太平洋海隆为一系列的较小裂谷提供了条件,使得那些小裂谷通常与东太平洋海隆共同形成三联点,而且与正在扩张的科科斯—纳斯卡裂谷有50～100km的距离。本文假设该裂谷的位置是由压力控制的,并且压力与占主导作用的科科斯—纳斯卡裂谷相关,随着与东太平洋海隆的距离增大而增大。我们推测,在科科斯—纳斯卡裂谷的南侧也曾有类似的短暂性的裂谷发生,并且曾有助于旋转的加拉帕戈斯微板块的初期形成(大约是1.5百万年)。     

依兰—伊通裂谷火山活动与地震活动

沿着衣兰－伊通裂谷发育有新生代的火山喷发带和现代的地震活动带。本文论述了该裂谷及其火山与地震活动特征，并讨论了地震与火山贩关系，认为该裂谷的某些地震发生可能与深部岩浆活动有关。     

藏南裂谷系的研究综述

在青藏高原的南部发育了数条近南北走向的巨型构造,地质学者通常称之为"藏南裂谷系",目前对该裂谷系虽有所研究,但对它们的形成机制、深浅部构造关系等仍存在很大的争议。通过综述前人对藏南裂谷系的地质学、地球化学、地球物理学等特性,及其与尼泊尔地震的关系,对该裂谷系的形成机制进行论述,认为藏南裂谷的形成机制与典型意义上的大陆裂谷可能不同。     

大陆裂谷作用与石油资源和地震灾害国际学术讨论会即将召开

现代大陆裂谷是板内岩石圈正在开裂的构造活动强烈地带,地震活动频繁,不同地质时期的裂谷盆地蕴藏着丰富的石油和天然气资源。大陆裂谷是窥视板内岩石圈变形、深部构造运动、地球动力学、地震发生过程以及石油和天然气的形成和富集条件等一系列问题     

地幔柱在蒙古-贝加尔裂谷起源中的作用

本文通过整理近年来蒙古-贝加尔裂谷有关地幔柱的研究成果,从重力异常、层析成像和接受函数等方面分析贝加尔地区上地幔的各向异性特性,并重点介绍了中蒙合作项目的深部构造研究成果,探究地幔柱在蒙古-贝加尔裂谷形成中的作用.研究发现:贝加尔裂谷区上涌物质来源于410km不连续面之下和660km不连续面之上,低速异常延伸至贝加尔裂谷下的地幔转换地带,可能是地幔柱低速异常的反映.速度异常还可能与应力环境有关,东部Pn速度低值异常与太平洋板块俯冲动力作用引起的地壳的伸展减薄和岩浆活动有关,西部Pn速度高值异常则是India板块强烈碰撞挤压动力作用所形成.蒙古-贝加尔裂谷带起源受岩石圈扩张和岩石圈不均匀性的综合影响,裂谷下的低速区存在偏转的地幔柱,偏转的地幔柱在India-Asia板块碰撞引起形变的远场力的帮助下,成为贝加尔裂谷演化和发展的主要成因之一.     

蒙古-贝加尔裂谷区深部结构研究进展综述

针对蒙古-贝加尔裂谷形成的动力机制和演化过程的两种观点,本文整理了近年来蒙古-贝加尔裂谷活动构造、重力异常、层析成像及接受函数等方面的研究成果,分析蒙古-贝加尔地区深层介质尤其是上地幔的各向异性特性,探究深部物质的变形方式和流动模式,探讨了蒙古-贝加尔裂谷形成和演化的条件.结果表明,蒙古-贝加尔地区地幔流场及对流应力场呈现非常复杂的图像,流场及应力场分布与地表构造具有很好的相关性.蒙古-贝加尔裂谷系的形成不是单纯的构造伸展或壳下岩石圈被热的软流圈物质机械代替的过分简单的模式,而是裂谷系的岩石圈强烈地构造热活化,即有软流圈上隆,熔体侵入.在蒙古-贝加尔裂谷形成和演化中地幔柱发挥了重要作用,同时与线性岩石圈年代及其相对于地幔柱位置有关,也与India-Asia碰撞提供的有利的远场力相关,这三者构成了蒙古-贝加尔裂谷形成和演化的三个条件.     

辽河裂谷的深部构造与裂谷活动的侧向迁移

对横穿辽河裂谷的闾阳－海城－东沟剖面的深部地震探测、重力测量、大地电磁测深、大地热流测量资料做了进一步分析,发现辽河裂谷地带壳幔间具有多个薄层过渡的特征,与东西两侧的辽东台隆和燕山台褶带明显不同。壳幔过渡带的薄层结构、速度结构、温度结构以及壳内低速层和软流圈顶面构造特点表明辽河裂谷的构造演化过程自西向东侧向迁移,当前上地幔物质运动的前锋不在裂谷之下,而是向东移至金州地震带附近的析木一带,深部物质运动是辽河裂谷形成及其活动性侧向迁移的主要动力学因素     

山西地区RayIeigh面波相速度分布特征

山西断陷带是我国最大的新生代大陆裂谷,其强烈的断陷作用和断陷的不均衡发展、深部构造与深部动力学特征及周围构造环境的巨大影响使汾谓裂谷既具有世界上典型大陆裂谷的一般共有的地质构造特征,又具有自身的地质构造特点。     

山西地区Rayleigh面波相速度分布特征

山西断陷带是我国最大的新生代大陆裂谷,其强烈的断陷作用和断陷的不均衡发展、深部构造与深部动力学特征及周围构造环境的巨大影响使汾谓裂谷既具有世界上典型大陆裂谷的一般共有的地质构造特征,又具有自身的地质构造特点.     

西藏高原南北向裂谷研究意义

强烈遭受南北向挤压下的西藏高原上却发育了大量的正在活动着的东西向伸展构造，即裂谷系。特别是在挤压力最为集中的喜马拉雅碰撞弧的前方，拉萨地体内发育了大规模、有规律排列的近南北向裂谷系。目前，在拉萨地体内，开展了大量的地球物理探测和地质研究工作，如亚东——格尔木地学断面，INDETPH，中法合作项目等。鉴于当时的认识和科学研究目标，这些成果并没有把所有的裂谷系所发育的环境作为一个整体去研究。因此，裂谷系的深部过程及其原由还是知之甚少。本文在总结前人研究成果的基础上认为，从整个岩石圈流变学结构去研究藏南近南北向裂谷系将有助于去认识其产生这些裂谷系的深部动力学过程，进而能够更好地去认识西藏高原隆升的地球动力学过程。     

洋脊中轴裂谷地形的动力学描述

洋脊中轴裂谷是板块的创生边界,是与地球内部联系最紧密的地表区域之一。多年来一直吸引着地球科学家们的注意。但是,对于中轴裂谷的成因,至今没有得到圆满的解释。本文利用文献[1]所提出的上涌流动模式,利用电子计算机进行了数值计算,得出了裂谷深度和宽度。其结果均与观测数据符合得较好,从而给出了洋脊中轴裂谷地形成因的一个动力学解释。