东北日本岛弧地壳应力状态探讨

一、问题的提出随着板块理论的发展,作为板块理论重要组成部分的岛弧理论也得到很大的发展。对岛弧理论的各个主要方面,上田诚也等曾作了详细的论述。大洋板块在海沟处向大陆板块下俯冲可以解释岛弧靠海沟处的温度低、热流量小、没有火山、产生浅震等一系列现象,但上田先生也指出:“在岛弧靠陆地一侧下面的地幔流向更深处俯冲的地区,则热流量和地幔的温度高并有火山,这又是什么原因呢?这点显然与冷板块向下俯冲的模型不符合,但实际上     

南大西洋中脊19°S地区脊-柱相互作用研究:来自Sr-Nd同位素的证据

<正>20世纪六十年代以来,脊-柱相互作用一直是地学界讨论的热点(Schilling et al.,1985)。板块构造和地幔柱在成因上是相互独立的,但当上升的地幔柱靠近岩石圈板块时,两者之间将不可避免地发生相互作用((Hanan et al.,1986)。薄的大洋岩石圈遭受污染少,同位素比值受结晶作用的影响不明     

全球地幔过渡带盆地与油气资源的密切关系

全球地幔具有大规模横向不均一性.地幔过渡带是指两种不同化学结构地幔之间的过渡地带.发育在地幔过渡带上的盆地包括开放大洋被动边缘盆地、拗拉槽盆地、克拉通边缘盆地,以及与板块俯冲相关的盆地.油气勘探表明,特大型油气田普遍出现于开放大洋被动边缘盆地中,而大中型油气田出现在第二、三类地幔过渡带盆地中.     

大陆俯冲带热结构的数值模拟

俯冲带热结构是控制俯冲板块演化的最主要因素之一.前人通过建立解析模型和数值模型对大洋俯冲带热结构进行了一系列研究,发现俯冲板块年龄和俯冲速度是影响俯冲带热结构的关键因素.为了认识大陆俯冲带热结构,特别是理解数值模型结果与岩石学结果之间的差异,我们建立了二维大陆俯冲带运动学和动力学数值模型研究其热结构演化.模型结果显示,如果大陆俯冲板块的俯冲速度与角度和大洋板块一致的话,较低的大陆俯冲带初始温度导致其板块温度比大洋俯冲带低.但是,当大陆俯冲板块的初始温度较高,俯冲速度超慢并且考虑大陆地壳中的放射性元素生热时,模型得到的大陆俯冲带热结构能够解释通过高压和超高压变质岩得到的较热的俯冲板块温度.另一方面,如果俯冲板块与上覆板块存在动力学解耦作用,也能够得到较热的俯冲温压数据.      

大陆边缘动力沉降及其深部构造作用控制

动力沉降是动力地形的一种,即动力地形低。动力地形一般认为具有两种成因,一种为与超大陆集聚和分散有关的动力地形,另一种为与大洋板片俯冲有关的动力地形。大陆边缘动力沉降的模拟已经提出了不同的动力学模型,如大洋板块缓倾角或陡倾角俯冲模型、不同样式（俯冲角度变化和速度变化）和性质（大洋岩石圈热年代变化等）的大洋板块俯冲模式和具应力引导的、动态三维的板块俯冲模型。关于大陆边缘动力沉降及其深部板块俯冲作用控制的研究已经趋向更加符合实际、更加精细和系统。对深部地幔活动及其地表动力地形响应的深入研究有望对关于大陆边缘区高级别层序单元及其界面的成因机制、大陆内部动力沉降与深部构造作用之间的耦合关系、我国晚中生代至新生代大陆边缘区动力学背景和油气资源评价等问题的研究取得新的进展和突破。     

深部碳循环的Mg同位素示踪

大洋板块俯冲导致的深部碳循环可影响地球历史的大气CO2的收支情况及气候变化。沉积碳酸盐岩是地球中轻镁同位素的主要储库,它通过板块俯冲再循环进入地幔有可能引起地幔局部的Mg同位素组成不均一性。因此,在这样一个基本假设基础上,即俯冲岩石的镁同位素在变质脱水和岩浆过程中不发生显著变化,镁同位素有可能成为深部碳循环的示踪剂。前人研究已经证明岩浆过程不会发生显著镁同位素分馏。然而,至今对俯冲、变质过程镁同位素的分馏程度以及低δ26Mg玄武岩成因还属未知。为此,本研究聚焦在高温高压条件下碳酸盐的稳定性和相转换、板块俯冲过程中的镁同位素行为、循环碳酸盐对地幔镁同位素组成可能产生的影响。     

地幔热柱和大陆的再造

热柱传递出的热约占地幔内热预算的10％左右。以前认为热柱起源于一个温度较高的热边界层,并认为该层极可能在地幔底部,而板块运动则是地幔顶部冷的、致密边界层(大洋岩石圈内)向下俯冲的结果。据此,驱动热柱的构造活动和板块构造活动很大程度上应是互相独立的过程。流体动力学模拟实验显示,地球内部的热柱起始于一个体积很大的“头”的上升,“头”的下部拖着一条窄细的管状“尾巴”并且通过它获得源源不断的热源物质。上升过程中,“头”部体积由于周围地幔的加入而大幅度增长。计算表明,一个起源于     

东北亚中生代火山岩研究若干问题的思考

东北亚中生代火山岩包括大陆边缘北北东向线型火山岩带,以及大陆内部俄罗斯西伯利亚、蒙古、中国大兴安岭等面型火山岩带。它们是东北亚古亚洲洋构造域向太平洋构造域转换时期深部地幔地球化学过程以及东亚大陆与古太平洋板块相互作用的产物。对它们的研究涉及古生代古亚洲构造域闭合过程的深部地幔的动力学和地球化学演化历史,以及东亚大陆边缘由被动边缘向活动大陆边缘转换历史。古亚洲域大洋岩石圈向地幔深部潜入而引发的热地幔     

地幔柱构造理论研究若干问题及研究进展

介绍了目前地幔柱构造理论研究中若干重要问题和最新进展,许多证据显示,地幔柱是严自于核幔边界附近的Ｄ″层发生热扰动并产生地幔柱的热动力源于外地核的不均匀加热作用;一个新启动的地幔柱在穿过整个地幔的缓慢上升过程会形成巨大球状顶冠和狭窄尾柱;地幔柱巨大球状顶冠会导致地壳发生上隆、区域变质作用、地壳深熔作用、构造变形作用和大规模火山作用,形成大陆或大洋溢流玄武岩;地幔柱狭窄尾柱的长期活动会在上覆运动板块上     

海南岛前寒纪岩石圈演化的记录：基性岩类岩石地球化学证据

海南岛前寒武纪基性岩类具有的不同的岩石地球化学特征，记录了海南岛前寒武纪大地构造环境和岩石圈的演化史。古中元古代时，琼中屯昌变基性－超基性岩，为大洋型火山岛弧低钾拉斑玄武岩，明显具有镁铁质－玄武质科马提岩特征，来源于高度亏损的地幔；与之同时代的琼西，则为一套具洋底玄武岩和岛弧拉弦玄武岩的过渡型玄武岩，是古俯冲带上部地幔楔和自消减带卷入地幔楔地壳物质所组成的混合端元部分熔融产物，具低亏损地幔特征，产生于弧后（或弧间）盆地环境；中新元古代的琼西变基性－超基性岩具铁镁质－超铁镁质科马提岩特征，来源于较高亏损的地幔，产于大洋板块边缘的构造环境。据此，可以推测，海南岛前寒武纪岩石圈演化至少经历了古中元古代的古板块俯冲、中新元古代的裂解二次事件，并伴随洋盆的出现。     

大洋板块俯冲带地震波各向异性及剪切波分裂的成因机制

大洋板块俯冲带是许多重要地质作用(例如脱水、部分熔融、岩浆和地震活动)发生的场所.对位于俯冲带之上的地震台站所检测到的不同剪切波的数据解析,可以获得源于上覆板块、地幔楔、俯冲板块和板下地幔的地震波各向异性的关键信息.本文系统总结了世界各地大洋俯冲带的剪切波分裂样式,对目前国际上流行的大洋俯冲带的地震波各向异性的主要成因...     

叠加于弧后前陆盆地挠曲沉降之上的另一类沉降——动力沉降

弧后前陆盆地挠曲沉降包括逆冲负载沉降和盆地沉积物负载沉降。叠加于挠曲沉降之上还存在另一类沉降,即动力沉降。动力沉降是动力地形的一种,即动力地形低。动力地形一般认为具有两种成因,一种为与超大陆集聚和分散有关的动力地形,另一种为与大洋板片俯冲有关的动力地形。由大洋板块俯冲产生的动力沉降往往分布于弧后前陆盆地区,其幅度、波长与板块俯冲角度、俯冲速率、俯冲板块在地幔中通过的位置和俯冲岩石圈的热年代密切相关。将通过弧后前陆盆地沉积地层的去压实得到的总沉降减去盆地模拟获得的逆冲带负载和盆地沉积物负载沉降可以得到剩余沉降,即动力沉降。从地层资料中定量分离出动力沉降为改进和限制长期以来悬而未决的由洋壳俯冲导致的地幔-粘性流动构造模型提供理论基础和实际资料。     

国外沉积学期刊文献摘要选登

在长达400Ma的超旋回中,地球从具冰室气候的单一大陆（泛大陆）和大洋（泛古洋）更替为具温室气候的许多大陆和海洋。该旋回由泛大陆隔热层下积聚的热所驱动。温室气候则由板块运动速率较快时从地幔排出的过量CO2所造成。     

蛇纹石脱水与大洋俯冲带中源地震(70~300km)的关系

蛇纹石脱水致裂作用是诱发大洋俯冲带中源地震(70~300km)的一种重要成因机制,它与中等深度双地震带的形成有很密切的关系。双地震带在冷俯冲带中是一种常见现象,它由上下相距20~40km的两个平行地震层组成。上地震层位于俯冲洋壳中,可能是洋壳蓝片岩脱水形成榴辉岩的系列脱水反应诱发了地震;下地震层位于大洋俯冲地幔中,可能是部分交代的地幔橄榄岩脱水控制着中源地震的分布。蛇纹岩在高温高压条件下的变形实验证实蛇纹石在脱水过程中引起岩石弱化和脆性破裂,这已经得到了对蛇纹石脱水过程中岩石物理性质和变形后样品的显微构造等理论研究上的支持。在蛇纹石脱水过程中,产生的流体与固体残留物分离,形成了大量的I型(张性)微裂隙,最终导致岩石破裂和形成断层。根据叶蛇纹石脱水反应相图,理论上在大洋俯冲带中蛇纹石脱水位置会出现双层结构,但只有平行于俯冲板块顶层等温线的一支才可能脱水诱发地震,并对应于双地震带的下地震层。下地震层所处的位置具有低的vp/vs值,暗示岩石圈大洋地幔顶层发生了部分交代。但它的交代机制尚不清楚,可能是海水通过洋底转换断层和/或沿着在外海沟隆起中形成的断层渗入大洋地幔顶层,并发生了洋壳和大洋地幔交代。双地震带在120~200km深度合一以后,冷俯冲带中所发生的中源地震可能与蛇纹石脱水有关,在热俯冲带中更可能与“湿”榴辉岩脱水有关。     

对次点火山岩中地幔包体的研究揭示大洋岩石圈在俯冲消减前的交代作用

<正>次点火山(petit-spot volcano)是指远离大洋中脊和地幔柱的大洋板块在即将进入俯冲带之前,由于板块的弯曲引发部分熔融所导致的局部海底火山作用。次点火山有时夹带有来自深部岩石圈的包体和捕虏晶,是了解大洋岩石圈深部物质组成的重要信息载体。次点火山自从在日本外海发现以来,在智利,汤加及巽他等俯冲带外围     

初论幔柱构造成矿体系

从板块构造与板块边界矿床、超大陆旋回与大陆边界矿床、地幔热点与大陆内部矿床的角度 ,阐述了幔柱构造成矿体系的基本思想、分类、成矿特征及旋回性 ,提出了热幔柱和冷幔柱两个成矿体系和地幔热柱 -热点、地幔热柱 -大陆裂谷、地幔热柱 -大洋扩张、冷幔柱 -前寒武纪硅铝壳造山、冷幔柱 -显生宙硅铝壳 /洋壳造山等五个成矿系统 ,并初步划分了矿床成矿系列 ,例举了某些典型矿床。     

早前寒武纪洋壳的地质记录及其板块构造意义

元古宙蛇绿岩的不断发现表明威尔逊旋回至少在早元古代已经明显起作用，部分太古宙绿岩带由不同的构造单元拼合而成，并发育不同于显生宙蛇绿岩的大洋壳岩石组合，地幔柱在早太古代构造演化过程中起重要作用，是板块构造的重要补充机制，地球早期热产量较高，可能是造成板块规模较小，洋壳较厚，板块运动速度较快的原因，并以缓倾角俯冲为特征。     

古地幔流体及其在大陆克拉通地幔演化中的意义——以华北地台为例

古生代含捕虏体的金伯利岩和新生代含捕虏体的玄武岩同出于华北地台，提供了研究自古生代以来岩石圈演化的深源探针。古生代含金伯利岩的侵位表明古生代时曾存在冷厚的岩石圈；而新生代含捕虏体玄武岩的喷发，表明新生代时存在热薄的岩石圈。岩石圈减薄与“大洋化”是层圈物质交换作用在一定历史阶段中的反映。地幔流体是地幔演化产物，反之又作用于地幔演化。富含地幔流体的幔内剪切带及交代矿物层作为幔内软薄弱带，存在热、流体、化学及机械的耦合，是岩石圈减薄拆沉作用的重要界面位置。     

辽西100Ma火山事件的动力学过程及其构造背景

通过辽西及邻区106Ma来源于软流圈亏损地幔玄武岩的年代学及玄武岩底部不整合面的研究,认识到：（1）这一时期伴随岩石圈地幔物质的更新,存在着“岩浆间隙”和强烈构造运动的现象,从而推断软流圈底辟体上涌、岩石圈减薄、岩浆活动间隙、强烈构造运动这四者之间的因果关系,其中被软流圈熔体带上来的物质和热能是主导因素,岩石圈减薄是关键;（2）106Ma与116Ma、93Ma、80Ma、45Ma火山岩之间的对比研究,表明106Ma开始的岩石圈地幔的更新是一个漫长的不可逆转的过程.（3）通过本区火山岩的演变与相邻大洋板块同期热扩张历史的对比研究,推测晚中生代（120～80Ma）大洋与大陆岩石圈板块同步的演化特征可能反映了它们共同受到岩石圈板块之下同一深部热扰动的控制.     

板块结合带与边缘海的壳幔同位素演化

板内构造研究的许多新资料表明，板块常常是通过一个宽的结合带而拼合在一起。后者具有异常的壳幔结构，是地幔受到陆壳不同程度地混染所致，是一种弱亏损地幔，εNd（t）为负值或低正值，Isr轻度富集，富放射性Pb的地幔源。它形成于板块边缘，故称为边缘海。板块俯冲碰撞首先是通过边缘海进行，最终才是两个板块的碰撞，故在其间常保存一个因边缘海聚合而形成的板块结合带。