地壳板块运动的广义相对论理论

地壳板块运动的广义相对论理论板块构造学说问世以来，迅速地为广大地学工作者所接受￣［１，２］，被Ｊ．Ｔ．威尔逊宣称为一次“地球科学中的革命”。它是当前最广泛采用的一种大地构造理论。但是，随着板块构造学说的理论研究不断深入，人们也发现和遇到一些新问题。人...     

大陆深俯冲过程中的熔/流体成分与地球化学分异

板块俯冲是地球内部系统最为宏伟的地质过程,是实现地球表面-内部物质和能量交换、大陆地壳生长以及壳/幔相互作用的重要场所,广泛深刻地影响着地壳的增生与消亡、火山和地震活动、地球表层物质循环、矿产资源分布、大陆造山运动、大陆的聚合及裂解等与人类生活息息相关的地质过程,因此一直是固体地球科学研究所关注的热点.20世纪80年代中期关于大陆地壳能够俯冲进入地幔深度并大部分折返地表的发现,是俯冲带研究和板块构造理论的革命性进展.相较于俯冲洋壳,大陆地壳具有较冷、较干、较轻的特点,同时,俯冲陆壳与地幔相比具有更加不均一的性质和化学成分以及同位素组成,因此在局部而言会对上覆大陆岩石圈和大陆板块汇聚边界的结构、组成、变形和演化进程造成巨大影响.在大陆俯冲过程中,拆离的地壳碎块和岩片在俯冲隧道内受到构造剪切,促使其经历变质脱水和部分熔融,产生各种流体和熔体.这些熔/流体的产生和演化在俯冲带壳/幔相互作用过程中扮演着非常重要的角色,是俯冲过程中发生元素迁移、同位素分馏以及交代上覆地幔楔的不可或缺的介质.本文综合国际上近年来有关俯冲带研究的最新进展,总结了有关俯冲带流体和熔体的类型、存在条件、化学组成、熔体/流体-地幔相互作用的特点,同时对于与大陆俯冲带流体相关的特征性元素(Nb-Ta-V)迁移和最新的非传统稳定同位素(Li-Mg)研究进行了系统介绍,期望为中国读者较全面地认识板块俯冲过程中的熔/流体活动和元素迁移以及了解并运用Li和Mg同位素作为新兴的示踪手段提供一定帮助.     

《全球扭动构造——-地球演化学说》简介

《全球扭动构造———地球演化学说(GlobalWrenchTectonics—TheoryofEarthEvolution)》是挪威古地磁学家K.M. Storetvedt2003年的新作,篇幅 397页,是他 1997年出版的《我们演化中的星球(OurEvolvingPlanet)》一书的续篇。印度的H.C. Sheth在 1998年《全球构造新概念通讯(NewConceptsInGlobalTectonicsNewsletter)》第 7期上,曾对《我们演化中的星球》一书作过较全面的介绍与评述。《全球扭动构造———地球演化学说》一书为了把新的全球框架置于正确认识地球科学的适当位置,在第一章和第二章中阐述了包括魏格纳大陆漂移和板块构造在内的,试图统一全球地质现象内在联系的研究史。第三章快速展示了有关地球起源、内部结构、以及能量转换过程的一些关键性问题。在第四、五章中勾画了新的动力-构造系统原理。最后第六、七章扩展了应用上述理论解释实际地质问题的能力,侧重研讨了阿尔卑斯时期印度洋—南极—东南亚区域的构造发育,以及从太古代到中古生代构造格局的变迁。Storetvedt教授的理论,与由地球地极游移和行星旋转速度幕     

Science:地球板块运动始于30亿年前

正地球板块运动的启动时间和机制一直是构造地质学领域备受争议的一个科学问题。2015年11月12日刊登于Nature的一篇文章《地球上板块构造由地幔柱诱导俯冲产生》(Plate tectonics on the Earth triggered by plume-induced subduction initiation)提出,第1次板块运动是由地幔柱诱导产生,但     

新的超级计算机模型揭示青藏高原地下奥秘

<正>青藏高原成因主流理论认为,印度板块向北俯冲导致青藏高原水平缩短,同时向上抬升。近日,研究人员采用Stampede和Lonestar 4超级计算机进行数据模拟,整合不同类型的地震波反演地球图像。应用地球物理勘探中的全波形反演技术,结合上千个地震观测站的地震记录,精确地对青藏高原下部进行了高分辨率三维层析成像。相关成果发表在近期的《地球物理学研究杂志:固体地球》(Journal of Geophysical Research:     

地球自转长期稳定性的一种解释

古地磁数据显示了在古地磁和热点参照系之间的不到1000km的运动,即100Ma(百万年)期间的真极移,它意味着地球自转轴一直是相当稳定的。这个长期的自转稳定性可以用晚中生代和新生代的大规模板块运动的缓慢变化来解释,只要俯冲带的岩石层是地幔对流导致的地幔密度不均匀性的主要部分。因此,不需要引入其他诸如自转不规则的缓慢再调整之类的机制,就可以解释所观测到的缓慢的真极移。     

Nature:地幔柱诱发最早板块运动

正众所周知,地球岩石圈分为6大板块,而且这些板块是不断运动的。但是,什么因素引发了第一次板块运动?第一个板块俯冲带又是如何产生的?2015年11月12日刊登于Nature的一篇文章《地球上板块构造由地幔柱诱导俯冲产生》(Plate tectonics on the Earth triggered by plume-induced subduction initiation)回答了这些问题,并提出了诱     

腾冲火山起源的地球物理和地球化学研究进展

腾冲新生代火山位于印度板块与欧亚板块碰撞边界上.该区域构造活动强烈,火山具有潜在的喷发性,研究腾冲火山起源对于认识板块俯冲过程、火山活动规律具有重要意义.本文总结了近年来腾冲火山起源的最新进展,包括地球物理和地球化学的新成果,探讨了火山岩浆来源和火山形成的深部动力学机制.这些研究发现腾冲火山的形成主要与板块俯冲有关,早期俯冲形成的残余大洋板片和现今俯冲的印度板块都可能是交代物质的来源,大洋板片在深部释放融流体形成富集软流圈地幔和岩石圈地幔.后期岩石圈的伸展作用可能诱导了富集软流圈地幔的部分熔融,导致岩浆物质喷出地表.根据⁸⁷Sr/⁸⁶Sr与SiO₂的相关性,得到腾冲玄武岩遭受到地壳混染作用不明显,而安山岩和英安岩遭受地壳混染作用明显.地球物理成像显示腾冲火山下方地壳中有不同尺度的岩浆囊,其中上地壳有若干小岩浆囊,在中下地壳有大岩浆囊.地震成像显示地壳中的低速体向下延伸至上地幔,很可能反映地壳中的岩浆囊有地幔热物质的持续供给.     

美国Ressenlaer大学斯蒂文教授来新疆讲学──关于天山地壳动力学研究

美国Ressenlaer大学斯蒂文教授于1996年10月18日上午来新疆维吾尔自治区地震局讲学。主讲内容为天山地壳动力学研究。天山是板块内的造山带，有其独特的研究意义。亚欧板块与印度洋板块汇聚后产生的强烈的挤压作用使地壳大大缩短，同时也造成地慢变化，形成山根或地慢下坠。山前地带广泛发育俯冲断裂运动，地慢对流往下循回，构造线走向与板块冲撞力相垂直。在吉尔吉斯斯坦境内工作时，见到由古生代语皱形成的天山被中生代和早新生代地层覆盖。全球卫星定位系统观测到阔克萨勒岭山系以北地区最大上升速率为13土2m而／。；用地质和地球物理…     

日本地壳大地震的位置及成因的证据

1885－1999年的115年间日本地壳中的大地震（震级5．7－8．0，深度0－20km）发生在由地震层析成像揭示出的低速区及其周围，低速区可能代表孕震地壳的薄弱部分。地壳弱化被认为与该区内太平洋板块和菲律宾海板块的俯冲密切相关。沿火山前沿及弧后区的地壳弱化可能是由活火山及岩浆房造成的。在弧前区，在地震震源区探测到了流体，这种流体可能会促使地壳强化和破裂成核。流体可能与俯冲的菲律宾海板块的脱水作用有关，这些结果表明，地壳中的大地震并非在什么地方都会发生，而仅发生在用地球物理方法可能会探测到的异常区内。     

欧洲地球科学联合会大会的报道:地震活动性、地壳应力和应变、现代地壳运动

欧洲地球科学联合会第二次大会(SecondMeeting of the European Union of Geosci-ences)于1983年3月28日～31日在德国斯特拉斯堡召开。会议对地震活动性、地壳应力和应变、现代地壳运动;古地磁的发展;无脊椎动物化石中的壳层结构;地壳的变化过程及全球事件;测定冰岛北部的垂直地壳运动的大地测量等十几个专题交流了成果,展开了讨论。这次地震活动性、地壳应力和应变、现代地壳运动专题讨论会是非常成功的,因为它聚集了不同研究领域的地球科学家们——地震学     

俄罗斯贝加尔湖-日本仙台断面地震波速结构及其地质意义

本文以中俄、俄日学者合作所得到的地球物理资料为主,结合其它相关地质-地球物理数据,组构了俄罗斯贝加尔湖-日本仙台(BS)4000 km长断面,用于区域性大尺度地研究东北亚洲地壳结构和一系列地质构造问题.研究BS断面地震波速结果表明:(1)西伯利亚板块和黑龙江板块地壳结构变化较大,并可分为上、中、下部地壳,欧亚板块东部陆缘带地壳结构较简单,基本两分.贝加尔裂谷带下部地壳厚度比松辽盆地的薄约7 km,而上部地壳则相反,前者的比后者的厚约9 km.两个裂谷带在Moho界面之下的波速分布差异也较大.(2)结合前人认识,综合分析认为,贝加尔裂谷带属主动式裂谷,松辽盆地属于混合型裂谷.贝加尔裂谷形成动力主要来自地球构造圈B″层物质上涌所形成的地幔热柱的垂向作用,由BLV带佐证,松辽盆地形成动力主要来自太平洋板块斜向俯冲的中远程效应.(3)日本国所位于的西太平洋岛弧带是多地震带,除了太平洋板块俯冲产生的浅部效应、地壳中断裂与流体的直接作用等因素,本文指出仙台等速块的物性条件是岛弧带的主要不稳定因素.同时指出需要关注日本东海岸深约30~40 km的大级次地震的发生.     

中国地球物理学会古地磁学术讨论会在青岛举行

中国地球物理学会主办的全国首次古地磁学术讨论会于8月12日—16日在青岛举行,有42个单位72名代表参加了会议。会议收到了47篇论文或摘要,在会上宣读了31篇。代表们回顾了建国以来我国古地磁工作的进展,特别是近年来发展较快,它涉及到海、陆、空的各个领域,展现了我国古地磁工作的巨大潜力和广阔的前景。 老一辈科学家、中青年科学工作者热烈发言,指出古地磁学对研究地磁场的基本理论、人类进化、地     

板块现代运动的研究

二十世纪六十年代兴起的板块构造学说,是在大陆漂移说和海底扩张假说基础上建立起来的关于全球地壳结构发展变化的科学假说,是地球科学中的一门带有革命性的科学理论。因     

中国深部应力分布与板块的动力作用

本文根据水压致裂法,对中国大陆的华北、华南、东北和西北等沉积岩地区,进行了四百米至四千米深度范围的绝对应力测量。结果表明,我国应力分布特点呈现南部高、北部低的趋势,而在中国北部则呈现东高、西低的状态。地壳上部的水平主应力是上覆岩层自重、地壳温度场和板块挤压三种作用的结果。温度场和地壳自重对地应力的影响是深度的线性函数、是均匀的、各向等值的。一般情况下,地应力值高的地方,地温梯度值高,地壳厚度较薄。但应力场的方向主要取决于大陆周围板块的驱动作用。本文着重探讨不同板块边界的不同作用方式及其对应力分布的影响。结果表明,印度洋板块以平推作用为主,太平洋板块和菲律宾海板块以俯冲作用为主,但俯冲深度有所不同。各地区的应力值与该区到板块边界的距离有关,随距离增大而减小。     

云南地震地电场前兆异常观测研究

正大地电场是来自地球外部的空间电流体系对地球内部所形成的感应电场,地震地壳破裂能量积累需要一个过程,此过程导致地壳应力、应变发生了改变,并在地球内部产生电动力学效应。因此,当地球板块张裂或碰撞挤压,火山和地震活动时,可以在地震前观测到丰富的地震短临电磁变化信息。云南受印度洋板块和亚欧板块挤压,地震频发。自"十五"计划以来,云南建立了一定数     

地壳“轧展效应”与海底扩张及大陆漂移

作为板块运动的驱动力“地幔对流”假说,仍然是当代地球科学中一个亟待解决的全球性重大课题。近廿多年来,为什么该假说从理论到观测仍得不到肯定的结论,作者认为其原因主要是研究该课题的着眼点有问题。到目前为止,几乎全部有关板块运动驱动力源的研究,都把着眼点集中在地球内部。 作者的思路恰恰相反,从地球外部寻求驱动板块运动的力源,根据地壳“轧展效应”假说,太阳及其地球的运行规律正好组成一个类似一般轧制的“轧机”,地壳像“轧件”一样在“轧制力”(光压)的作用下必将受到“轧制”并在其地壳内部产生应力、应变和应力波。作者分析了地壳“板带”内产生的应力、应变和应力波的传递方向和分布特征,并以此理论从成因机制上解释了如非洲大裂谷的形成。太平洋的海底扩张及其特征、大陆漂移(非洲与南美洲之间距离的增加)等地球科学中的重大问题。     

俯冲带的穿透与地幔对流

一、板块运动与地幔对流六十年代板块构造理论逐渐为地球科学工作者所接受。板块运动的动力学问题为人们所关心。这促使地幔对流理论的发展,逐渐形成两种不同的地幔对流理论,如图1所示。一种理论认为是整个地幔对流。O'Connell(1977)及Davies(1977)等认为地幔对流是在整个地幔范围内进行的,这种运动拖曳着上覆的刚性板块运动。这种对流模式较容易理解。它的主     

地震学揭示大陆如何实现幕式生长

<正>大陆地壳作为与人类社会活动最为密切的地质单元,其成因和演化过程一直是地球科学领域最为关键的科学问题之一.最早的大陆地壳在早太古代从地幔中分异产生,而随后启动的全球性的板块构造运动极大地改变了其演化方式（Dhuime et al.,2015; Tang et al., 2016）.在板块构造体制下的俯冲带是大陆形成和破坏的核心区域,在这里大陆地壳通过俯冲相关的岩浆活动产生,     

发展板块构造理论:从洋壳俯冲带到碰撞造山带

地壳俯冲和大陆碰撞是板块构造理论的核心,而认识大陆碰撞造山带的形成和演化,是发展板块构造理论的关键.根据俯冲地壳的性质,业已认识到不同类型的板块俯冲带.根据碰撞块体的性质及其衍生岩石的成分,已经认识到大陆碰撞形成了两种类型的造山带.弧陆碰撞造山带既含有古老地壳物质,也含有新生地壳物质,它们在碰撞后阶段的再造就能够产生不同地球化学成分的岩浆岩.而对于两个相对古老大陆之间的碰撞所形成的造山带来说,碰撞后岩浆作用只是俯冲带古老地壳的再造.碰撞造山带在岩石圈拉张作用下发生活化再造,不仅再造作用在构造体制上具有继承性,而且再造产物岩浆岩在地球化学成分上也具有继承性.因此,研究碰撞后体制下的造山带再造,认识大陆碰撞造山带深部物理化学差异、俯冲地壳性质与碰撞后岩浆岩之间的成因联系,建立碰撞后阶段大陆构造演化的基本规律,是构建大陆动力学体系、发展板块构造理论的关键.