从P—S波转换相位研究东太平洋海隆南部下的地幔不连续构造

大洋中脊的深部构造是多争议的课题,对研究洋脊地幔地涌的机制以及全球地幔循环的过程有直接关系。Ｓｕ等（１９９２）以层析成相技术研究表明低地震速度和由引起的异常高温地幔存在于大洋是脊下３００ｋｍ深度处或更深一些。这个结果意味着洋脊是与超高洁有关的深地幔物...     

太平洋年轻吗?

太平洋的年龄一直是争论性极大的问题。在这个问题上有两种意见。一种意见是太平洋非常古老 ,它的历史有数亿年 ,可能超过１０００Ｍａ。另一种意见认为 ,它只是在不早于１８０Ｍａ前的侏罗纪才开始形成。有关大洋古老的证据 ,首先是其周边的地质特征 ,形成于大洋或其相邻海区条件下的岩石（蛇绿岩套）见于所有的环太平洋区域。之外 ,还有一个有利于太平洋古老性的论据 ,即在这个区域缺失任何现代和过去任一时代存在大陆物质的特征。有关太平洋年轻说的证据是 ,海洋深钻无论何处都未揭露（包括年轻海洋中）老于中侏罗世的沉积层。最新的资料…     

大洋上地幔中冈瓦纳大陆岩石圈的残留物：来自南大西洋海岭的证据

根据放射成因（Ｓｒ、Ｎｄ和Ｐｂ）同位素组分 ,大洋玄武岩地球化学研究确定了几种地幔成分。对大西洋洋中脊南部（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ和Ｓｈｏｍ区段）洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢ）的最新研究探明了具有同位素极值的地幔组分ＬＯ ＭＵ的存在 ,它具有低２３８Ｕ／２０４Ｐｂ（μ）、低２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ和∈ＮＤ、高 ８７Ｓｒ／８６Ｓｒ和 ２０７Ｐｂ／２０４Ｐｂ易变性的特征。科学家认为ＬＯＭＵ对南大西洋和印度洋的地幔羽状物有影响 ,并将其归于冈瓦纳分裂之后嵌进大洋上地幔的次大陆岩石圈的残余物质。这里 ,我们报道了从南大西洋海…     

夏威夷地幔柱动力学

长期以来夏威夷群岛已成为地球动力学理论的发源地,在夏威夷发现的“热点”导致了深部热地幔柱理论的诞生,该理论认为流体地幔是夏威夷大洋火山岛及其它大洋岛弧形成的根源。海洋岛屿玄武岩和洋中脊玄武岩之间的化学与同位素差异一直被地球化学家用来约束地幔对流及地球化学演化模型,Ｂｉｌｃｈｅｒｔ－Ｔｏｆｔ等人展示的铪（Ｈｆ）同位素资料显示夏威夷熔岩中存在古深海沉积物,除自身意义外,该发现说明夏威夷地幔柱的地球化学和地震资料联合分析有助于解决长期困扰地学家的最重要的问题：地幔对流是否成层？成层地幔对流学说最初起源…     

印度洋玄武岩中大陆组分的成因

印度洋玄武岩的地球化学特征与太平洋、大西洋的玄武岩不同。在87Sr/86Sr一定的情况下其143Nd/144Nd比值较低，而在206Pb/204Pb 一定的情况下其207Pb/204Pb 和208Pb/204Pb比值较高（Dupré等，1983； Mahoney 等，1998）。印度洋地幔源的玄武岩内存有来自大陆岩石圈的组分是造成这些不同的原因（ Rehk?mper和 Hofmann，1997）。部分印度洋洋中脊玄武岩（MORBs）的另一个特征是具有较低的206Pb/204Pb比值，这可能意味着大陆岩石圈与其软流圈的源发生了混合（Dupré等，1983； Mahoney 等，1992）。最近，大陆下的地幔分层现象已被用…     

由~(231)Pa-~(235)U分类系统推断汤加—克马德克岛弧下的熔融动力学

岛弧形成于大洋岩石圈被向下拖曳至仰冲板块之下的地方。人们认为俯冲岩石圈的脱水作用引起地幔熔化 ,造成岛弧上发生火山活动。了解俯冲带下面的物质通量对于研究新大陆壳的形成以及地壳物质返回到对流地幔的再循环的形成极为重要。在流体增量和部分熔融转换过程中表示这些俯冲物质通量特征的主要概念是元素之间的化学分馏。然而 ,需要假定熔融之前大多数地球化学示踪剂在地幔楔中的丰度。相反 ,可以假定Ｕ系衰变链的母子体核素最初处在长期平衡状态 ,从而记录了脱水作用期间和部分熔融过程中产生的分馏净效应和它们的时标。现今研究的 ２…     

我国发现世界上迄今惟一带有大洋岩石记录的大陆缝合线

20 0 0年 5月 ,北京大学李江海副教授在河北遵化发现了世界上最古老的 ( 2 5亿年前的 )大洋岩石圈残片。去年国庆 ,他率领科研小组又在辽西地区发现了新的古大洋遗迹 ,从而证实华北古大洋遗迹构成的缝合线至少超过了 2 0 0km。据悉 ,这是目前世界上发现的大陆碰撞最早的直接证据 ,也是迄今唯一带有大洋岩石记录的大陆缝合线。李江海博士估计真正的大陆缝合线可能在60 0 km左右 ,这还要做大量的工作 ,还要到几个地区进行实地考察。专家认为 ,大洋岩石圈往往消失在大陆碰撞之中 ,2 5亿年前的大洋地壳历经沧海桑田后一直残留至今 ,实在难能可贵…     

加拿利区域的热点

以 ДВЕрошенко为首的俄罗斯科学院海洋研究所大西洋分部的专家们 ,审查了有关加拿利群岛、马德拉岛和佛得角群岛是由于上升地幔流在热点区活动而产生的假说。对这个假说有利的证据是 ,在加拿利群岛上火山岩的年龄由西向东随着远离强烈的火山活动区而增加。但是认为这只是一种趋向 ,还带有很大的不确定性 ,再加上群岛不是位于同一海岭上 ,还有在非洲沿岸未发现年龄更为古老的同类岩石。地幔流在其上部运动的板块上留下了火山形成物的痕迹。它们呈东西向弧状延伸 ,并不进入大陆。科学家们研究了深海钻探计划和大洋钻探计划报告中有…     

南海及其围区新生代岩浆活动时序与成因研究

南海及其围区新生代岩浆活动具有相似的特征,根据与南海扩张时间(32~15.5 Ma)的先后关系,将岩浆活动分为三期：扩张前(>32 Ma)、扩张期(32~15.5 Ma)和停止扩张后(< 15.5 Ma)。从岩相学特征可知：扩张前的岩石以三水盆地双峰式岩浆岩组合为代表;根据最新的IODP 349航次的钻孔样品资料,南海海盆扩张期岩浆岩为典型的MORB,而少量的陆缘岩石资料显示,该期岩浆岩为碱性玄武岩;停止扩张后岩浆活动可分为两期,早期以大陆-大洋中脊过渡型拉斑玄武岩为主,晚期以碱性玄武岩为主。除了扩张期南海海盆的MORB,整个新生代的岩浆岩地球化学特征大体一致,与OIB相似,显示地幔源区具有不均一性,由一个DMM和一个EM端元组成,且岩石均表现出明显的Dupal异常特征。对于富集端元的性质和来源、Dupal异常的成因、海南地幔柱是否存在等问题目前存在较大争议。具OIB特征的岩浆除来自地幔柱作用外,地幔交代作用也是重要的产生机制。本文认为碳酸盐流体对地幔源区的交代作用可能在南海地区新生代岩浆活动中扮演了重要的角色。另外,岩浆岩成岩过程的研究也不够全面深入,这些都是在今后的研究工作中需要关注的地方,有待后来进一步的研究。     

祁连与伊豆-小笠原玻安岩的地球化学特征和成因模型对比

玻安岩为一类具有特殊地球化学性质的岩石,具有高SiO2（＞52%）、高MgO（＞8%）和低TiO2（＜0.5%）等特征。前人认为其形成主要是在俯冲起始阶段大洋板块所释放的流体导致亏损程度较高的难熔地幔楔发生熔融,因此其成因的研究对深入理解板块俯冲起始等地球动力学问题具有重要意义。虽然普遍认为俯冲物质对玻安岩岩浆源区具有重要贡献,但玻安岩中元素的不同富集程度反映了复杂的俯冲板片流体物理化学性质和对玻安岩形成的不同影响。通过对比分析伊豆–小笠原（Izu-Bonin）和北祁连造山带大岔大坂地区玻安岩样品,发现二者具有明显的地球化学差异：与伊豆–小笠原玻安岩相比,大岔大坂玻安岩中没有呈现“U”型稀土配分模式,不富集轻稀土元素或Zr、Hf等元素;而二者流体活动性/不相容元素比值（如Ba/La）变化较大,并具有较高的(87Sr/86Sr)i。这些特征反映了俯冲板片释放的流体和熔体分别对大岔大坂和伊豆–小笠原玻安岩岩浆地幔源区的贡献,从而表明大岔大坂玻安岩形成过程与伊豆–小笠原玻安岩所代表的俯冲初始形成模型不同,更可能形成于存在弧后扩张作用的成熟岛弧阶段。结合区域地质背景和前人研究,本文针对大岔大坂玻安岩成因提出了两种与俯冲初始阶段无关的可能形成机制：① 玻安岩产出于弧后扩张中心,弧后岩石圈的拉张环境和较热的地幔上隆区为玻安质岩浆的形成提供了温压条件,充分交代的水化地幔楔和蛇纹岩化地幔也参与了玻安质岩浆的形成;② 虽与弧后扩张中心相关,但玻安岩的产出位于前弧或弧。由于弧后地幔对弧下深度地幔楔进行侧向加热,导致地幔楔内部对流重新启动,弧后地区已经熔融出弧后玄武岩的残余橄榄岩进入前弧–弧下地幔楔,地幔楔底部和俯冲板片表面被重新加热而发生变质脱水,富水流体交代上部地幔楔使其部分熔融形成玻安质岩浆。     

西太平洋边缘海盆的形成与演化

从地球深部地幔流动引起的地质作用出发，结合裂谷的发展演化规律，认为地幔向东（或南东）的蠕散和流动促使亚洲大陆边缘地壳拉伸、变薄以致破裂，由大陆裂谷发展至弧后裂谷，形成西太平洋边缘海盆。最后提出边缘海盆发展演化的4个阶段，即：新生阶段（郯庐裂谷系）、幼年阶段（冲绳海槽）、青壮年阶段（日本海）和成熟阶段（南海）。     

EUR-18地中海和中东地区古地理及古构造演化与早Aptian古大洋缺氧事件（OAE1a）有关的碳酸盐岩台地环境变化的沉积、成岩和化学地层证据

西班牙北部发育的La Florida碳酸盐岩台地受与早Aptian古大洋缺氧事件（OAE 1a）有关的全球环境变化影响非常显著。这一事件（OAE 1a）以强烈的温室条件为特征,导致大洋和大气圈温度增加、富有机质堆积、C（碳）循环紊乱和大陆风化、侵蚀作用加强。     

冲绳海槽火山岩地球化学特征及岩浆源区地幔性质探讨

冲绳海槽是因菲律宾海板块俯冲于欧亚板块之下,在陆壳上发育起来的一个初始的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化、岩浆作用和壳幔过程的天然实验室。尽管迄今对冲绳海槽已经做了大量的调查研究工作,但仍存在一些颇有争议或亟待解决的科学问题,如：冲绳海槽酸性浮岩与基性玄武岩之间的成因联系,冲绳海槽不同区段构造背景对岩浆作用的控制,冲绳海槽岩浆源区地幔的特征,俯冲板块组分(流体+熔体)对地幔楔部分熔融的贡献等。本文在系统收集和整理(剔除了一些存疑数据)了迄今已有冲绳海槽火山岩主量元素、微量元素(包括稀土元素)与Sr-Nd-Pb同位素数据的基础上,通过对资料的系统分析,进一步确认了酸性浮岩与基性玄武岩的岩浆同源性;认为在冲绳海槽北段与中段主要分布有酸性浮岩和中性安山岩,应该是两段区域目前正处于裂谷阶段的反映,而南段广泛分布的基性玄武岩说明在构造性质上已接近成熟性弧后盆地;冲绳海槽的火山岩岩浆源区具有II型富集地幔（EMII型）Dupal异常特征,岩浆源于流行地幔（PREMA）和EMII型地幔端元混合的源区地幔,其中EMII约占比15%,PREMA贡献率在85%左右;源于俯冲的菲律宾海板块(俯冲洋壳或沉积物)的流/熔体的加入是导致冲绳海槽下伏地幔具有EMII型特征的原因,这一点不同于Dupal异常源于壳幔相互作用的观点。     

洋中脊的深部地震结构

随着以洋中脊为中心的海底扩张,地幔局部熔融物质上涌,在中脊下形成了厚６～７ｋｍ的玄武岩层。关于地幔熔融体上涌的动力机制问题,由于缺乏深部实测资料产生了两大类理论模式,即被动流体模式和流体动力模式。被动流体模式认为是大洋板块分离产生的粘滞力导致形成１０...     

西太平洋洋陆板块碰撞

根据地震震中的空间分布判断,西太平洋板块除了沿日本海沟斜向向黑龙江板块大陆下俯冲外,别的地区大洋板块均近垂直向下回流,未向大陆斜向俯冲。究其原因,可能是这些地区的地幔内所存在的大范围柔性低速岩石圈阻挡了大洋板块的斜向俯冲。中国东部岩石圈的剧变不是太平洋板块俯冲到大陆岩石圈所引起的效应,它的构造动力需要重新认识。     

海洋地球物理学和海洋地质学的发展

回顾了20世纪60年代板块学说的诞生,以及海洋地球物理学及海洋地球物理学家对这场地球科学革命所做出的巨大贡献。二次世界大战中,海洋技术飞速进步;战后,西方国家的海洋地球物理学家利用这些技术在海上开展了广泛的地球物理调查,积累了大量资料,有了许多重要发现。大洋地震带原来是一条裂谷带;大洋地磁场存在以中脊为中心,向两边正负相间的对称异常条带;大洋底沉积很薄,且从中脊向两边逐步加厚;大洋地壳仅厚数千米,而大陆地壳厚达30千米以上;大洋中脊处热流值很高,向两边逐步减小;地球的地震波速度从地表到约深80 km逐步增大,从80 km深度处速度开始减小,说明地球表层存在岩石圈,其下部存在软流圈;在海沟处,地震震中分布从海沟开始,向下沿约45°倾角到700 km深处,这可能是大洋岩石圈俯冲之处。由此地球科学家提出了板块构造假说,认为地幔深处的岩浆沿大洋中脊处向上运移,在海底处不断产生新洋壳;新洋壳(岩石圈)不断向两边运动,在海沟处向大陆岩石圈之下俯冲、消亡;当大洋岩石圈俯冲消亡之后,两边的大陆就发生碰撞,形成造山带,因此,地球上最老的大陆年龄达38亿年,而大洋岩石圈最老年龄只有1.8亿年。板块构造学说坚持活动论,是大陆漂移假说的发展之结果,更是地球科学深刻革命的开始。当它上陆之后,地球科学就掀起了革命的风暴。     

南海海盆及其周缘岩浆岩地球化学特征对岩浆过程及地幔结构的指示意义

本文通过对昆嵩高原,三水盆地以及玳瑁海山岩浆岩的地球化学研究来揭示南海海盆以及周边地区的岩浆过程以及地幔源区的性质。昆嵩,三水及玳瑁海山玄武质岩浆的地球化学特征均反应这些岩浆并非来源于一个起源于核幔边界的深部地幔柱,而是来源于较浅的岩浆源区,例如岩石圈下地幔或者软流圈地幔。此外,南海海盆岩浆岩的地幔源区较昆嵩高原和三水盆地岩浆岩的地幔源区更加亏损并且表现出较低的地幔温度。这些差异可能表明三水盆地内的岩浆活动被南海的开张所抑制,而之后又在昆嵩高原复苏。研究区的地幔表现出不均一性,其中的富集地幔端元表现出EM2的特征。这个EM2富集端员是由于伴随着大陆沉积物的中生代古南海板块俯冲到研究区地幔中所形成的。     

块体理论的形成及其在中国海陆构造格架演化研究中的应用

块体理论起源于大陆,通过与大洋板块学说从空间域、时间域、基本构造单元、驱动力等方面的对比分析认为,该理论也可以延伸并推广到全球范围,使得以大陆地壳为主要研究对象的块体学说,与以大洋地壳为主要研究对象的大洋板块学说遥相呼应并互为补充,使得全球构造理论体系趋于完善。块体理论对中国海陆构造格架演化的有效应用是勾画出了"块体构造理论"的最基本框架体系。由此得出块体的主要地学特征:首先是在块体内需要一个可以成为内核的生长中心(一般是年代古老的块体核心——元古代甚至是太古代),其后是在古老内核周边出现岩浆活动以及活化的造山带,两者逐渐依附于或是粘贴在块体核心部位的外围,使块体在后来的演化过程中体量不断增长,直到出现新的崩裂(形成新的块体)或是与其他块体一起汇聚于未来的超级大陆。其次是明确了块体的边界有3种基本类型:对区域构造有控制作用的深大断裂、主动型大陆边缘和被动型大陆边缘。块体的一般地质构造演化阶段也可以分为胚胎期、幼年时期、成长发育时期、衰亡期4个主要阶段,这4个阶段构成了块体地质演化的一个完整的生命周期。     

太平洋、印度洋中脊型地幔在两个时间段的位置——来自澳大利亚新生代玄武岩Pb、Sr和Nd同位素证据

弄清不同化学成分的软流圈库及其分布有利于了解大规模地幔对流模式及全球范围地幔化学域如Ｄｕｐａｌ异常（主要位于印度洋的一种地幔域,为Ｐｂ、Ｓｒ同位素异常的大洋玄武岩）、印度洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢ）型地幔和冈瓦纳岩石圈地幔等的成因和物源。印度洋ＭＯＲＢ在...     

大西洋中脊玄武岩岩浆源区性质、潜在温度及其指示意义

洋中脊玄武岩（MORB）的微量元素成分和同位素比值具有变化范围大的特点,这些变化很难简单地用地幔部分熔融和结晶分异等岩浆演化过程来解释。传统观点认为洋中脊玄武岩的地球化学成分的多样性是由其下部地幔成分的大尺度不均一性决定的。这种地幔不均一性则是外来物质的加入造成的,如再循环的地壳物质、下大陆岩石圈、交代的岩石圈和外地核等成分加入到上地幔中。在本研究中,我们对大西洋洋中脊的玄武岩展开研究工作,评估了玄武岩源区的温压条件并综合对比了微量元素和同位素比值。靠近地幔柱的洋中脊玄武岩的地球化学和同位素成分具有较大的变化。地幔柱对洋中脊地区的影响范围可以达到1400公里,但并不是每个地幔柱都能够影响其周围1400km范围内的所有洋中脊脊段。未受地幔柱影响的洋中脊玄武岩成分和地幔潜在温度均没有异常表现。我们认为上述现象是由于地幔柱柱头形状不同造成的。地幔柱的流动形状可以分为管状和饼状两种,饼状地幔柱影响其周围的地幔是没有方向性的,而管状地幔柱对其周围地幔的影响在方向上具有选择性。沿着大西洋中脊的玄武岩的元素和同位素比值变化较大,暗示其源区具有较高的不均一性。我们认为该地区地幔不均一性主要是由于上地幔中加入了俯冲板片和拆沉下地壳造成的。另外,地幔柱的活动也不容忽视,它们影响了其周围部分洋脊段的成分变化。