塔里木—华北板块的地壳和岩石圈元素丰度

塔里木—华北板块是我国境内最大的岩石圈板块,也是我国最重要的成矿区域之一。给出了本板块的地壳模型和岩石圈模型,并分别计算出本板块的地壳和岩石圈的元素丰度,讨论了本板块的主要丰度特征     

板块构造,板块运移机制及裂谷作用

一系列西半球大陆分布的古地理分析认为，通过缓慢对流的下层岩石圈的上地幔施加到岩石圈底部的磨擦力在驱驶板块运动机制上可起到重要作用。通过这样的简化，与软流圈上涌以及与在造山带处岩石圈过厚有关的岩片抽拉和岩层波状起伏，洋脊推动和张应力偏量可以被认为是次要的板块运移力。全球的现在应力状态以及整个地质证据说明了主压应力可以通过大陆和海洋岩石圈远距离传送。主要大陆块体的组合（象ｐａｎｇｅａ联合古陆）可能具有单一施加在上地幔对流系统的效应。上地慢对流系统导致了大陆块体的衰亡和重组，由岩石圈中偏张应力的发育以及由施加在巨大大陆底部之上拖曳力引起大陆分裂，形成新的软流圈上涌体系。岩石圈扩张在断裂处形成高峰，接着软流圈物质主动平流进入到两个分散板块之间，作为洋壳加积。与此同时，洋隆对板块分散起着推动力的作用。如果远区域挤压应力阻止了不同板块进一步离散的话，沿着洋底的扩张轴的活动性可能突然终止。这可以解释在板块边界重组期间通常在远距离区域海底扩张轴的几乎同时消亡特征。假设一个有限的球体，在海底扩张轴处新的洋壳岩石圈的产生一定与由洋壳岩石圈消减数量和／或大陆地壳和下部地壳物质消减以及亚地壳消减地方的数量相匹配。由地慢对流系统以及     

中国大陆地壳和岩石圈化学成分模型可信吗? ——来自大地热流值的检验

大地热流值是大陆地壳和岩石圈U，Th,K丰度的直接约束；根据地球化学元素丰度值推算出的大地构造单元的区域地壳热流值，必定不能大于区域的平均热流值，根据700余个实测大地热流数据，对目前发表的中国大陆地壳和岩石圈的化学成分模型进行了检验，结果表明，多数模型不能满足大地热充约束，如黎彤等的关于中国大陆及其内部构造单元的地壳和岩石圈成分模型，倪守斌等提出的新疆北部地壳生热率模型，以及高山等提出的扬子地台北缘地壳成分模型，这些模型的U，Th,K丰度值不太可靠，其他强不相容元素的丰度值的可信程度亦值得怀疑，而迟清华，鄢明才提出的华北地台地壳成分模型和高山等建立的中国东部及华北地台和秦岭造山带的地壳成分模型通过了区域大地热流的检验。     

岩石圈—软流圈物质循环促进大陆增生的新方式

大陆动力学研究地球内能量和物质的运动和伴随的信息传播,上地幔中的软流圈是地球内部的物质运动的关键部位之一。由于观测的技术方法少,人类对软流圈内部的地质作用过程所知甚少。在青藏高原,过去地震波三维层析成像的分辨率不高,难以对地壳上地幔构造进行准确的定位。我们收集和整理了地方地震台的数字化观测数据,使地震体波三维层析成像的准确度大大提高,为解决软流圈的地质构造准确成像提供了新的可能性。根据地震体波三维层析的成像结果,在古特提斯洋和特提斯洋俯冲板块前沿的软流圈底部410 km间断面上方,存在反映古大洋俯冲板块的高速体,它们在青藏高原、苏鲁和伊朗都有出现。清晰和稳定的高波速异常的位置表明,特提斯洋俯冲板块现在已经拆沉在软流圈的底部,古特提斯洋俯冲板块也可能曾经拆沉在软流圈的底部。对比青藏高原和苏鲁的地壳上地幔波速结构推测,拆沉造成软流圈中的轻元素物质上涌,进入大陆岩石圈,造成岩浆活动。上涌还使碰撞造山带地壳厚度减小,而岩石圈厚度增加。大约100 Ma后,俯冲下去的大洋残块会被软流圈物质磨蚀交代,使岩石圈厚度增加, 形成大陆下方的大陆根,造成大陆克拉通化和体积增生。大洋板块俯冲后在软流圈拆沉是岩石圈—软流圈物质循环的一种重要方式,对软流圈中物质均衡和体积稳定也起重要作用。     

西昆仑岩石圈的拆沉作用及其深部构造含义——地震层析成像及航磁异常证据

西昆仑构造带及其邻区的宽频带地震探测和航磁异常研究结果表明,西昆仑构造带的南部(亦即青藏板块)的岩石圈向塔里木盆地下部俯冲,西昆仑的蛇绿岩带是闭合于加里东造山时期的古特提斯洋的残迹;青藏板块在向塔里木盆地俯冲的过程中,受到来自北部坚硬、古老的塔里木地体的强力阻挡,使得向北俯冲的岩石圈产生裂解,发生拆沉;在青藏板块岩石圈发生拆沉作用的同时,南部青藏板块岩石圈的回弹及软流层的浮力作用导致上部地壳发生引张断陷,深部熔岩上涌造成了碱质型熔岩沿断陷裂隙喷溢,同时也形成了构造带两侧反逆冲构造格局;西昆仑中央断裂是青藏高原的“第四缝合带”,北昆仑构造带仅仅是由于在青藏板块岩石圈发生拆沉作用时,西昆仑构造带中地壳浅部物质逆冲于塔里木前陆之上形成的。     

板块下的构造及地幔动力学

最新的全球地幔地震层析资料揭示了岩石圈板片可以俯冲到核幔边界，超地幔羽可以从核幔边界上升到地壳上部形成热点。在大陆板块汇聚边界，地幔地震层析图像不仅显示了岩石圈板片的超深俯冲，还保存了拆沉的岩石圈“化石”残片的重要信息。从地幔深部所获取的新资料为全地幔“单层对流“的新模式提供了依据。在介绍上述全球构造研究新动向的基础上，本文强调了研究岩石圈板块必须了解板块下的构造，探索岩石圈板块的驱动力应该从“岩石圈动力学”升华到“地幔动力学”，并提出了大陆板块汇聚边界地幔动力学研究的新思考。     

大陆岩石圈有效弹性厚度研究及其动力学意义

介绍了大陆岩石圈有效弹性厚度（Te）的概念及研究状况，并对其动力学意义作了探讨。大陆岩石圈有效弹性厚度不仅受板块热结构（热年龄）的控制，同样也受壳幔边界性质（拆离或耦合）、力学地壳厚度及其与地幔厚度比等因素控制，Te反映了地形、板块边力及岩石圈结构之间的动态平衡。     

从地壳上地幔构造看大陆岩石圈伸展与裂解

本篇讨论大陆岩石圈拆沉、伸展与裂解作用过程。由于大陆岩石圈厚度大而且很不均匀,产生裂谷的机制比较复杂。大陆碰撞远程效应的触发,岩石圈拆沉,以及板块运动的不规则性和地球应力场方向转折,都可能产生岩石圈断裂和大陆裂谷。岩石圈拆沉为在重力作用下"去陆根"的作用过程,演化过程可分为大陆根拆离、地壳伸展和岩石圈地幔整体破裂三个阶段。大陆碰撞带、俯冲的大陆和大洋板块、克拉通区域岩石圈,都可能产生岩石圈拆沉。大陆岩石圈调查表明,拉张区可见地壳伸展、岩石圈拆离、软流圈上拱和热沉降;它们是大陆岩石圈伸展与裂解早期的主要表现。从初始拉张的盆岭省到成熟的张裂省,拆离后地壳伸展成复式地堑,下地壳幔源玄武岩浆侵位,断裂带贯通并切穿整个岩石圈,表明地壳伸展进入成熟阶段。中国东北松辽盆地和西欧北海盆地曾处于成熟的张裂省。岩石圈破裂为岩浆侵位提供了阻力很小的通道网。岩浆侵位作用伴随岩石圈破裂和热流体上涌,成熟的张裂省可发展成大陆裂谷。多数的大陆裂谷带并没有发展成威尔逊裂谷带和洋中脊,普通的大陆裂谷要演化为威尔逊裂谷带,必须有来自软流圈的长期和持续的热流和玄武质岩浆的供应。威尔逊裂谷带岩石圈地幔和软流圈为地震低速带,其根源可能与来自地幔底部的地幔热羽流有关。     

早太古代以来的板块运动,地壳增生及超大陆组合

几个太古代至元古代克拉通内可利用的古地磁资料揭示了早太古代以来的大陆板块运动,其最小平均速度可与现代板块相类比。这说明地球历史上很早就存在板块构造作用,并且,地壳岩石中年龄达3.9Ga的高级片麻岩组合的保存也需要有一个较厚的壳下岩石圈“根”存在于早期大陆之下,它在早太古时期把下地壳从较高的地幔热流中保护起来。上地幔不相容稀有元素在世界范围内的明显亏损表明,至少在38亿年以前就存在刚性的,并很可能是巨大的岩石圈板块,但目前的资料还不能识别这一巨型地壳的成分。早太古代片麻岩-绿岩-花岗岩地体中的构造型式主要是类似于现代碰撞带中所发现的那种早期水平构造,并且,上壳岩石组合与英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)成分的正片麻岩呈构造互层,从而导致了地壳的明显增厚和麻粒岩的形成。许多TTG岩套可能是与俯冲作用有关的岩浆弧建造,某些太古代绿岩带已被认为是蛇绿岩。但仍缺少有关太古代真正洋壳的确切证据,许多TTG组合的同位素分馏系列揭示     

岩石圈板块漂移引起岩石古剩磁偏角变化规律

依据古地磁基本原理,结合岩石圈板块在地球表面的欧拉旋转,通过赤平投影作图,探讨了岩石圈板块漂移引起古剩磁偏角的变化规律,得出古剩磁偏角的变化与岩石圈板块所处的半球、欧拉极所处的区间以及岩石圈板块东西向运动分量相关,在现今地理坐标下的古剩磁偏角是地质历史时期岩石圈板块多期活动引起古剩磁偏角变化的综合结果。由于欧拉极主要分布在绝对占优的两个区间,因此,岩石圈板块运动主要是欧拉极分布在这两个区间的旋转运动,而当欧拉极分布在这两个区间且当岩石圈板块所处的半球的东西向运动分量方向相同时,古剩磁偏角的变化规律较一致。进而可依据欧拉极分布在这两个区间岩石圈板块旋转引起古剩磁偏角变化规律,结合相邻两个时代形成的岩石古剩磁偏角和倾角之差,以及相对较老岩石形成时所处的半球,可定性确定岩石圈板块在这一地质历史时期的运动方向,为构造应力场演化提供一定的依据,使古地磁数据在大地构造研究中发挥出更大作用。     

中生代板块—通过对俯冲的Farallon板块地震图像的考察研究其在东北太平洋之下的运动史

北美西部的地质是由三个主要的大洋板块 :Ｋｕｌａ、Ｆａｒａｌｌｏｎ和太平洋板块相互作用构成的。其在新生代的运动已通过对板块的相对运动进行仔细的重构而得到推断。但是 ,在时间上反推以重构Ｋｕｌａ和Ｆａｒａｌｌｏｎ板块的运动十分困难 ,因为中生代的太平洋板块已几乎完全消失于俯冲之中。古老的大洋岩石圈的缺失已提醒人们注意使用高分辨率的层面Ｘ射线照相术模型来追踪以往的板块运动。在北美 ,上地幔横波构造中最快的地震速度异常明显地与在大约 30Ｍａ前Ｆａｒａｌｌｏｎ板块在新生代的俯冲有关。Ｋｕｌａ和Ｆａｒａｌｌｏｎ板…     

板块构造理论的现状及发展趋势

板块构造理论在最近20年发展迅速,动摇了传统的地质理论。最初的简单但严格的假设是:刚性和弹性岩石圈之下均是塑性软流圈;将岩石圈分为少数几个大板状;严格按Euler定理运动着的这些板块间有三种相互作用;板块俯冲和扩张是完全一致的相互补偿,以使地球体积保持不变;板块运动的直接条件是软流圈中的对流作用。现在以上所有假设都需修正,它们只有在小尺度地球重新构造才可接受。软流圈表面深度和粘度变化非常大,岩石圈下部的高塑性的出现引起了上部岩石圈沿康德面和莫霍面的分层,而且下部岩石圈或地壳挤紧或挤出的可能性增大。在巨大岩石圈板块间,常有宽的扩散地震带,其中具有相应的小岩石圈和地壳板块的集块岩,在欧亚、非洲、印度和太平洋     

华南东南沿海地区岩石圈电性结构

为了研究华南东南沿海地区的壳幔电性结构及其动力学背景,布设了4条大地电磁测深剖面,获得了相应的二维地电模型,并结合相关地质和地球化学信息对地电模型进行了研究。结果表明:研究区西部地壳由于碰撞汇聚作用变厚,东部地壳由于太平洋板块的俯冲作用剧烈减薄。华南东南沿海地区的岩石圈并不是简单的呈现"西厚东薄"的特征,研究区东西两端岩石圈厚度超过100km,推测西段岩石圈增厚主要形成于陆内挤压造山或陆内碰撞汇聚造山作用,而东端岩石圈增厚可能由于大洋板块俯冲时洋壳残留物叠置在岩石圈的下部所形成,而中部岩石圈的减薄与软流圈物质上侵有关,造成此区域大规模软流圈物质上侵的动力来自于太平洋板块俯冲产生的深部热扰动。     

再论大陆动力学发展面临的重大挑战

刊序板块构造理论诞生60年来,作为发展板块构造理论的大陆动力学研究也已进行了30年。板块理论被公认为"世纪自然科学领域的五大成就之一,该理论的提出是一次地学革命,因为它重新调整了人们对地球动力学的传统认识。板块构造学说诠释了全球构造的许多现象。但是,与板块构造学说所阐明的大洋岩石圈生长和消亡过程相比,大陆岩石圈的形成和演化过程更为复杂:大陆地壳无均一成分、无共同成因、具有复杂的流变学特征、有复杂多样的造山带和盆地类型、有千姿百态的地形地貌、有构造和热演化史不同地体的拼合、有流体和熔体对大陆岩石圈强度的改造,以及大陆板块聚敛和离散的轮回,因而板块上陆面临重大挑战!大陆动力学的兴起成为板块构造发展新的里程碑,逐步成为解决人类社会需求(资源能源、环境和灾害)的重要理论基础。     

冀中坳陷中部现今热岩石圈厚度及地热学意义探讨

热岩石圈厚度是研究盆地的构造演化和板块动力学的重要参数,本文通过实测数据构建地壳分层模型,根据热传导的基本原理,计算了冀中坳陷中部的Moho面温度以及热岩石圈厚度,并探讨其地热学意义。结果表明:冀中坳陷中部的Moho面温度分布在500～600℃,西南侧整体温度较东北部高,热岩石圈厚度介于102～122km,其平面展布特征与华北克拉通热岩石圈厚度西厚东薄的特征相吻合,为华北克拉通受太平洋板块西向俯冲导致东部遭受破坏提供了依据,并且较薄的岩石圈使热流更易传导到地壳浅部,成为了该地区热异常的成因背景。     

北冰洋-欧亚大陆-太平洋地学断面东南段岩石圈有效弹性厚度

大陆岩石圈有效弹性厚度（Te）是表示岩石圈强度的参数，计算该参数对研究岩石圈大规模构造，分析大陆板块内的均衡补偿机制有一定意义。利用Forsyth提出的相关技术计算的北冰洋－欧亚大陆－太平洋地学断面东南段自黑水到泉州的Te值，并分析了重力和地形波长的相关性特征，初步认为：计算Te值所选的每个数据块在短波长（6.6-100km)内岩石圈板块的强度足以平衡地形负载，重力和地形不相关；在长波长（100－250km)内，地形及地下负载由弯曲模型补偿，岩石圈板块在地形及地下负载作用下而挠曲。断面通过地段具有较低热流密度值的陆核有较高的Te值，具有较高热流密度值的宁化，大田地区有较低的Te值，反映了较高的热流密度值对应较低的Te值，较低的热流密度值对应较高Te 值的关系，Te可分为南东低值段和北西高值段，地壳厚度大体上与Te值呈正相关关系。     

中国大陆岩石圈的化学元素丰度

中国大陆岩石圈模型的面积９６０万ｋｍ＾２，平均厚度１１０ｋｍ，体积１０．６亿ｋｍ＾３，岩石平均密度３．０６４ｇ／ｃｍ＾３、总质量３．２４５×１０＾１８ｔ。在中国大陆地壳元素丰度的基础上，作者首次求出中国大陆岩石圈的元素丰度值。其质量丰度，厚子丰度和相对丰度列于表１。此外还按１０类（７８种）元素分别讨论中国大陆岩石圈的主要化学特征。     

聚敛型板块边缘岩浆作用及其相关沉积盆地

概括性地介绍了聚敛型板块边缘大地构造环境中的岩浆活动及其所形成的火成岩岩石构造组合类型,并以此为线索,将板块构造、岩石圈运动与沉积盆地的形成有机地结合起来,简要地分析和介绍了聚敛型板块边缘的主要沉积盆地类型及其沉降机理。指出盆地形成是板块构造、岩石圈运动在地壳浅部的一种表现形式,岩石圈板块运动直接受深部作用过程的制约,火山喷发或侵入是上地幔、深部地壳对流在地表或浅部地壳的表现。因此,对火成岩岩石组合或系列的研究,将为沉积盆地的形成与演化提出重要的深部动力学约束。     

关于深部地质研究的几个问题(续)

三、岩石圈的研究目的和意义是什么?答:岩石圈的研究是一项基础研究,其主要目的在于:查明地壳的结构和构造,了解地壳的成因和演化.岩石圈的研究可分成以下课题:岩石圈结构与物理地质;地壳的应力状态;应变积累和释放;隆起和下沉;岩石圈板块的运动和内部变形,以及岩浆的生成、侵入和喷出.由于大陆上每一次构造活动均留下了它本身的痕迹,因此造成多次重叠的褶皱、断裂和块状构造.那么利用大洋地壳和上地幔     

非主题来搞选登

笔者建立了基于地震层析成像的热地幔对流模型,并分别计算了有、无地表板块运动约束下的中国大陆岩石圈底部的地幔对流速度场和水平剪切应力场。结果表明,欧亚板块运动速度对中国大陆地幔浅部的对流速度场影响较大,而对对流应力场的影响较小。在岩石圈底部(约100km深度),对流速度方向差异基本上达到了50%,幅度差异达到了80%以上,而地幔对流应力场的差异在方向上基本上小于10%、幅度上基本上小于20%。因此,如果仅研究岩石圈底部地幔对流应力场,则可以采用无板块速度约束的热对流模型。但如果要研究地幔浅部的对流状态和格局,则需要考虑板块运动速度。