北美东部下方岩石层一软流层边界的清晰成像

板块构造理论关键在于相对坚硬的岩石层在松软的软流层上方运动的概念，但是目前人们对岩石层与软流层边界的性质还知之甚少。在这一边界中地震波速的梯度变化主要反映了造成这两层岩石强度不同的物理和化学特性。比如，如果岩石层仅仅是热边界层，由于其较低温度而比较坚硬，那么地幔对流模型（King et al，2000；Zaranek et al，2004）揭示在其底部的波速梯度可能持续数十千米。相反，如果软流层由于内部挥发物富集（Hirth and Kohlstedt，1996；Gaherty et al，1999；Karato and Jung，1998；Hirth et al，2000）或存在部分熔融（Anderson，1989）而变弱，那么岩石层与软流层之间的边界带可能会出现在小得多的深度范围。这里，我们用北美东部地区地震转换波对岩石层底部（或小于90～110km深度）非常急剧的地震波速梯度进行了成像——S波的速度在11km深度范围内下降了3％～11％。这样巨大、急剧的边界带不能仅仅用热梯度来解释，但可以用软流层内包含百分之几的部分熔融体（Anderson，1989）或比岩石层有更富集挥发物（Hirth and Kohlstedt，1996；Gaherty et al，1999；Karato and Jung，1998；Hirth et al，2000）来解释这一现象。     

欧洲岩石层-软流层系统的物理性质

综合各地球物理的研究结果证明,在亚德里亚海—爱奥尼亚海海盆与Tyrrhenian海—西地中海海盆之间构造上存在着明显的区别.前者呈大陆型特征,而后者显示的无疑是与幼年海洋盆地有关的特征. 高速壳下层,也就是“盖层”厚度的横向变化,在整个欧洲地区都很明显.岩石层—软流层系统剪切波的横向交化也是非常显著的.重力数据表明,上地幔相对于几乎无震的高速岩石层根有一个正的密度差(0 .03一0.079/cm3),这似乎是许多造山带的特征.一个沿阿尔卑斯山纵轴方向横切面的分析结果似乎表明,密度的横向变化出现在地慢岩石层部分.     

天山地区岩石层及软流层的结构

将远震P波走时残差同区域工业爆破的P波走时相结合,得到了天山地区上地幔的速度结构图象。按照上地幔的性质,此区域可分为两个部分,其分界线位于Talasso-Fergana断层附近。断层东边区域的上地幔结构类似于裂谷带结构,由两个低速层夹一个高速层组成。其上地幔速度与地表起伏有明显的对应关系,这表明天山东部的隆起与上地幔的地热作用有关。而在天山西部,其上地幔具有一稳定地台的结构,而地壳收缩似乎是此地区这一部分的造山作用最可能的解释。岩石层变形方式的不同必然引起天山上述两部分边界上地壳岩石的相对右旋位移,沿Talasso-Fergana断层已观察到了这种概念模式的位移。     

岩石层,软流层和外围层（三）

5 外围层很明显,岩石层和软流层已经失去了它在现代地质学和地球化学文献中最初确切的地球物理含义。很难讨论OLB,CFB和MORB储层可能位置,因为现在预想它们与岩石层、软流层、上地幔和下地幔有联系。富集的、亏损的和较少亏损的岩浆很可能都起源于上地幔。甚至亏损上地幔的主张也需要热柱头或分层的CL在需要热点岩浆时局部补充软流层,或者用各种构造环境中的岩浆解释CL,热柱或下地幔。有一个时期曾经把大陆玄武岩的全部富集归因于地壳污染。那么在通过地壳之前,浅部地幔需要有一些玄武岩和富集方     

岩石层,软流层和外围层（一）

岩石层是一种包含强度和相对稳定性的力学概念，然而人们又将岩石层这一术语用于界面热边界层（ＴＢＬ）和浅部富集地球化学储层，其性质与强度毫无关系。“坚硬”岩石层的厚约是ＴＢＬ厚度的一半。弹性板块底部、板块中和地震断裂带的最大深度、低速带的顶部都位于相于５５０－７５０°温度范围的深度。这深度也相当于粘合板块的底部。消减板舌的地震被圈定在这个温度间隔的等温线内。高于６５０℃的地幔因不能承受长期应力作用而不     

岩石层,软流层和外围层（续一）

3 富集地幔人们曾经用大陆地壳拼凑和原始的下地幔柱解释所有非大洋中脊玄武岩(即富集玄武岩或来自所谓原生储层的玄武岩)。上地幔被看作是枯竭地幔和洋中脊玄武岩的储层,而仅是洋中脊玄武岩的储藏,它是     

东南亚下方核幔边界D″层地震各向异性

本文利用中国国家数字地震台网(CDSN)和国际数字地震台网(FDSN)的宽频带远震资料,采用S和ScS震相剪切波差异分裂方法对东南亚下方核幔边界D″层地震各向异性进行研究.共获得了来自7个深震(400km)的24对高质量的S和ScS剪切波分裂参数,其中S震相的分裂参数与前人上地幔各向异性研究结果十分吻合,表明S震相观测结果反映了观测台站下方的上地幔各向异性.通过对上地幔各向异性校正后的波形数据进行进一步的分裂参数分析,最后得到了24个可靠的ScS剩余各向异性分裂参数.结果显示,在经度107°~112°范围内分裂参数均为空值(Null);而在该经度范围东西两侧区域,主要表现为明显分裂特征.这种分裂参数的分布指示了核幔边界D″层的各向异性特征的区域变化,我们推测这种变化可能与停滞在核幔边界的古特提斯和/或古太平洋俯冲板块相关.     

利用P波“影区”特征探测青藏高原东部岩石层内低速层

选用我国西藏及其周边地区测震台网35个台站宽频带数字地震仪记录到的2014年10月7日云南普洱M_S6.1地震的波形资料,分析了垂直向分量初至P波的幅度特征.结果表明:在震中距处于5°-18°之间的P波初动幅度相对较小,存在“影区”特征,推测该“影区”是由青藏高原下方岩石层内低速层所引起的;通过试错法,多次对比不同模型的理论波形与观测波形的P波初动振幅随震中距的变化形态,最终确定在78 km深处存在一厚度为24 km的低速层,层内速度梯度约为-0.05/s.      

鄂霍次克海及邻近地区的软流层

通常认为软流层是一个局部熔融层,它的物理性质与其上覆和下伏物质的性质不同。由于各种物理性质对同一比例的岩浆有不同反应(其中一些变化百分之几十,而另一些则达若干量级),我们特别考虑苏联远东地区、千岛-堪察加和日本岛弧以及太平洋邻近部分软流层的地热、地电、地震(波导)和密度。结果表明,各种软流层的结构彼此是不相同的。最后给出了鄂霍次克海南部和千岛弧软流层的综合模型。     

面向"数字地球"的岩石层三维成像

在上前主要是基于大地测量信息和卫星遥感信息而建立的“数字地球”的框架构想中,显然没有考虑到地人部的三维结构及其随时间的变化,但是另一方面,要真正实现“数字地球”构想中的模拟和预测的功能,这必不可少的。以“数字地球”为考虑问题的参考系,对地观测的分辨本领问题具有特别重要的意义。近年来,随着以高的基础的地震学的发展使面向“数字地球”的岩石层三维成像成为可能,进行千米精度的探测和年尺度的监视,并将这些信     

南海岩石层及边界构造的地球物理特征

南海经历了中生代主动大陆边缘到新生代被动大陆边缘的转换,其岩石层地球物理场具有明显的块、带特征.本文通过综合分析南海地区深地震探测、面波层析成像、重磁异常以及地热与岩石层流变学等各种地质地球物理资料,对南海地壳及岩石层的综合地球物理特征进行了深入总结,发现深地震探测剖面所确定的洋、陆壳转换位置与空间重力异常梯级带位置较为一致,据此拟定了南海洋、陆壳的转换边界;依据多条地壳结构剖面中拉张减薄的程度确定了正常减薄陆壳、洋陆壳过渡带及洋壳等属性特征,并初步圈定了南海下地壳高速层的分布范围.对比分析了南、北陆缘地壳结构及其拉张减薄的变化特征,从综合地球物理特征的相似性上推测了北部陆缘的中西沙陆块与南部陆缘的南沙礼乐滩陆块具有共轭对称性.依据S波速度梯度变化确定了南海岩石层厚度分布情况,揭示出南海北部陆缘存在一条岩石层厚度的减薄带,且该减薄带与高热流带具有较好的一致性.在综合分析的基础上,以深地震探测剖面与重、磁异常变化的对应性为基础,划定了南海边界构造的位置.     

芬诺斯堪的纳维亚区冰川均衡和长期地壳运动与岩石层和软流层的过程和特性间的关系

最近的冰川加载/卸载周期导致今天见到的地壳变形,象芬诺斯堪的纳维亚(波罗的)地盾的椭圆形上升锥,其中央最大上升高度为830m,周围是沉陷槽.在低粘滞性的软流层(约10~(20)泊)发生了质量流,挠性刚度大(约10~(25)Nm).现代的上升速度呈线性规律,可能受下岩石层内低速带的相边界位移和(或)再调整的激励所控制.长期的地壳运动呈现类似的产状和形状的变形,说明来自岩石层形状的强烈影响. EGT剖面提供了新的独立的观测资料,它们与取自地壳运动的资料似乎完全一致.岩石层的凹陷解释了地壳变形的类似产状和形状的重复性,也解释了呈现高挠性刚度的原因.低枯滞度软流层的记录肯定了根据上升区得出的结论.软流层下边界无变形说明:在软流层内加载/御载完全被其水平流动所补偿,因此,确认了M6rner(1 979a,1980a)的冰川均衡变形模型.     

北美东部的地面运动关系式

对北美洲东部在１０≤Ｒ≤５００ｋｍ的距离范围４．０≤Ｍ≤７．２５地震的地面运动得到了预测关系。所得到的参数是０．５－２０ＨＺ频率的反应谱、峰值加速率和速度。预测关系是以经验关系为基础的地面运动随机模型得到的。我们得到的关系不同于以往工作的地方的在改进了输入参数经验性的定义和经验性的最终结果的证实。通过论证说明这些关系与Ｍ４－５地震的地面运动一致。要满足要求地判断较高震级时的这种关系还缺乏足够的数据     

中国东部海区岩石层结构的区域综合地球物理研究

结合新一轮编图工作的开展,中国东部海区重、磁平面图件在拼入新资料同时,也包含了邻区朝鲜半岛,台湾岛,日本海,菲律宾海等地区的资料.本文在此基础上综合分析研究区重、磁异常特征,利用重、磁资料反演莫霍面、居里面,进而求取了热岩石层底界面,对重、磁数据进行了突出断裂带信息的处理,确定了13条重要断裂带的展布,将研究区划分为8个块体和4个结合带,它们具有"东西成带、南北分块"的特征,是"2条锋线"作用的产物.研究表明,江—绍断裂带向东延伸进入海区,虽然受东海陆架西缘断裂带的切割,但仍继续往东延伸,可能延至朝鲜半岛南端与济州岛南缘断裂带相接;在朝鲜半岛西缘地球物理场存在NNW—NW的明显界线,可解释为断裂带,称之黄海东缘断裂带,中国大陆东部的五莲—青岛断裂带与黄海东缘断裂带和济州岛南缘断裂带共同构成中朝和扬子块体的边界.     

球层岩石层模型对表面荷载的响应

本文给出了在球层模型下,地球岩石层对表面荷载响应的解析解。计算了地球岩石层对圆盘形荷载和正弦型荷载的响应,及由此产生的重力异常。结果表明:1.岩石层弯曲不仅与其厚度有密切关系,而且与荷载尺度有关。当岩石层厚度与荷载尺度相比很小时,其弯曲与厚度关系不大,并呈现薄板效应。2.弹性模型岩石层在外加荷载下能承受数千巴的弯曲应力。3.弯曲应力在岩石层中的分布较为规则。由于大尺度荷载下岩石层出现薄板效应,传统的由弯曲刚度估算等效岩石层厚度的部分结果需要重新估价。     

球层岩石层模型对表面荷载的响应

本文给出了在球层模型下,地球岩石层对表面荷载响应的解析解。计算了地球岩石层对圆盘形荷载和正弦型荷载的响应,及由此产生的重力异常。结果表明:1.岩石层弯曲不仅与其厚度有密切关系,而且与荷载尺度有关。当岩石层厚度与荷载尺度相比很小时,其弯曲与厚度关系不大,并呈现薄板效应。2.弹性模型岩石层在外加荷载下能承受数千巴的弯曲应力。3.弯曲应力在岩石层中的分布较为规则。由于大尺度荷载下岩石层出现薄板效应,传统的由弯曲刚度估算等效岩石层厚度的部分结果需要重新估价。