青藏高原的地幔动力学研究

青藏高原的形成是印度板块与欧亚大陆碰撞、挤压的结果，但简单的碰撞模型及南西—北东向的挤压无法解释高原现今所有的构造。因此，其他地球动力学因素，尤其是地幔动力学过程逐渐引起人们的关注。简要回顾青藏高原隆升的地幔动力学机制研究历史；较详细地介绍了青藏高原下深部结构的地幔动力学含义；并重点评述在青藏高原隆升的地幔动力学机制研究领域所取得的主要结果。说明在全球构造格局中，青藏高原不仅仅是印度和欧亚大陆会聚、碰撞以及大陆形变的结果，它也是青藏高原大陆岩石层和下伏地幔物质运动的相互耦合、相互作用的产物。     

小波多尺度分析在青藏高原东缘重力场的应用

在印度板块与欧亚板块的碰撞作用下,青藏高原的深部塑性物质在碰撞挤压作用下向外挤出,青藏高原东缘发育多条东西向伸展南北走向断裂构造带,构造背景复杂,地震活动频繁.基于WGM2012地球重力场模型,采用小波多尺度分析对青藏高原东缘卫星重力数据进行处理,利用径向平均功率谱计算分析多尺度小波分解后的重力异常的物源平均深度,结合...     

青藏高原卫星重力场及所反映的壳幔结构和深部…

针对青藏高原地壳－上地幔结构十分复杂的特点，利用地球重力场模型ＷＤＭ８９的位系数，计算了多个阶窗的卫星重力异常。结合其他地球物理资料的初步分析表明，低阶窗的异常图形，可能反映了板块碰撞挤压所造成的深部密度重新分布的特征；中阶窗的异常，则显示出板块运动过程中可能形成的深部构造痕迹，如超壳深断裂等，高阶窗的异常图，可以与实测的空间异常图及均衡异常图相对比，它醒目地指出了青藏高原边缘一些不均衡的地带，利     

青藏高原壳幔结构构造的基本特征

青藏高原是新生代以来由于印度板块与欧亚板块碰撞而迅速隆起,平均海拔超过4000 m的高原,是研究碰撞过程和形成演化的理想窗口。有关青藏高原的碰撞过程及印度板块岩石圈北缘界线,至今仍然存在较大争议,这可能主要是由于不同研究方法获得认识的差异性和局限性所导致。基于此,本文利用前人深部结构资料,讨论了高原岩石圈的壳幔构造及物质组成等,并从新的地质视角讨论了班怒带的大地构造属性。通过梳理前人的深部结构资料,认为青藏高原的壳幔岩石圈结构较为复杂,如高原内部岩石圈厚度显著大于周缘地区,中下地壳及上地幔广泛分布着低速高导层,这些特殊的地质地球物理结构是印亚板块碰撞的结果。此外,本文进一步对比分析了班怒带的地质与地球物理结构,揭示该构造带两侧存在显著的差异,认为其是印度岩石圈的北缘,这对于认识青藏高原的形成演化具有重要的意义。     

青藏高原的降升与环境变化

基于青藏高原及其周转边地带地球深部结构，构造和大陆动力学的研究，探讨了风瓦纳的古解体后，印度板块北进与欧亚板块碰撞作用的后效。由于印度板块中、上地壳与地幔盖层物质挤入，南北双向挤压力系以及复杂深层动力过程的作用。深部物质被分异、调整，致使地壳缩短增厚，深部物质例向流展，导致青藏高原隆升，随着青藏高原的隆起，形成了特异的深部结构与深层过程，这不仅极大地改变了古亚洲的地貌景观和自然环境，使青藏高原进入     

青藏高原的形成和隆升机制综述

青藏高原的形成和降升问题是十分复杂的热点问题,受到了全球地质学者的普遍关注。高原的形成是印度板块和欧亚板块碰撞挤压导致地壳增厚、挤压抬升、地面剥蚀均衡和深部热作用的共同结果。目前青藏高原隆升过程是多阶段、非均一、隆升速率由慢到快、更新世（约3Ma）以来进入快速隆升期的认识日趋达成共识,但在隆升机制方面存在着多种模式（三阶段模式、叠加压扁热动力模式、拆沉模式、陆内俯冲模式和人隆升模式等）。随着来自地质、地球物理和地球化学等方面的资料积累、测量仪器精度的提高以及数学模拟方法的改进,以高原的形成和隆升机制将会有更为合理的解释。     

青藏高原的隆升与环境变化

基于青藏高原及其周边地带地球深部结构、构造和大陆动力学的研究，探讨了冈瓦纳古陆解体后，印度板块北进与欧亚板块碰撞作用的后效。由于印度板块中、上地壳与地幔盖层物质挤入，南北双向挤压力系以及复杂深层动力过程的作用，深部物质被分异、调整，致使地壳缩短增厚，深部物质侧向流展，导致青藏高原整体隆升。随着青藏高原的隆起，形成了特异的深部结构与深层过程。这不仅极大地改变了古亚洲的地貌景观和自然环境，使青藏高原进入冰冻圈，而且造成高原及其周边地域剧烈的水热活动和特异的地震活动，强烈地改变了该区人文气候、生物区系和生态环境，从而构成中—新生代以来东亚乃至全球系统最为壮观的地球科学事件之一。     

青藏高原整体隆升与地壳短缩增厚的物理－力学机制研究（上）

本文综合研究了青藏高原大地构造格局、地壳与地幔结构、地球物理场特征,对青藏高原整体隆升的物理一力学机制,进行了总结,并提出了隆升、地壳短缩和增厚的动力学模式。论文对以下五个问题进行了研究和讨论：第一,青藏高原巨厚的地壳、薄的岩石图结构、不同产状深大断裂以及推覆、切割和碰撞造山带的基本模式;第二,地震活动、断层面解与区域应力场;第三,板块运移与地体拼贴和大陆增生;第四,青藏高原隆升的物理一力学机制分析;第五,青藏高原隆升的地球动力学模式。研究结果表明,南部印度板块向北运移并与欧亚大陆板块碰撞,北部则受古亚洲板块阻隔并向南推移。在长期的碰撞与挤压作用下,造成了高原地区异常的地震活动和应力场,Ｌｇ波能量向南快速衰减和Ｑ值向南递增,水热活动强烈和地壳“南热”、“北冷”及岩石围中“壳热”、“慢冷”的格局。喜马拉雅南、北麓重力未达均衡,高山仍在上升,沿雅鲁藏布江由深部上涌的蛇绿岩套长达１７００ｋｍ,一系列走滑断层的形成和强烈的形变,形成了南界恒河平原北缘、北抵雅鲁藏布江的宽约３００～５００ｋｍ的碰撞挤压过渡带。基于此,青藏高原的隆升和地壳短缩增厚的物理一力学机制为软流圈的拖曳作用,促使印度板块与欧亚板块的碰撞和长期的挤     

青藏高原地壳与上地幔成层速度结构与深部层间物质的运移轨迹

在印度洋板块与欧亚板块碰撞、挤压作用下,促使深部物质重新分异、调整和运移,并导致了地壳的短缩增厚,而且造成了高原的整体隆升和深部壳、幔物质的侧向流展。基于青藏高原腹地和周边地域地壳与上地幔的成层速度结构,特别是其特异层序的展布研究表明,青藏高原地壳巨厚,但岩石圈却相对较薄;地壳中于深20±5km处存在一低速层,层速度为5.7±0.1km/s,厚度为8±2km;上地幔软流圈顶部深度为110±10km;下地壳与上地幔盖层物质以地壳低速层为上滑移面,以岩石圈漂曳的上地幔软流圈顶面为下滑移面,在印度洋板块N-NNE向力源作用下在同步运移,即形成了青藏高原腹地和周边地域特异的大陆地球动力学环境。     

青藏高原东缘—扬子特提斯构造域深部结构与地壳形变研究

青藏高原东缘和扬子西缘的构造带是中国特提斯构造域的重要组成部分,该构造域受欧亚板块与印度板块陆—陆碰撞、高原隆升、块体裂解或拼接挤压等强烈构造活动的影响,记录和保存了多期次的特提斯构造演化历史痕迹。同时,该研究区域也是中国西部地区地壳形变最强烈的地区之一,其浅表形变特征与深部构造之间存在怎样的关联和制约机制是目前国际地球科学的一个研究热点。本研究依据作者十多年来持续在该区域开展的地质—地球物理研究,通过深部地球物理多参数结构成像、沉积盆地分析、地壳形变和强震孕育机制等综合对比分析,发现在青藏高原东缘的下地壳存在低速和高泊松比异常带,该异常体与来自青藏高原上涌的软流圈热物质汇聚,导致从扬子西缘到青藏高原的下地壳和上地幔的深部结构发生显著变化。沿着龙门山断裂带,中、下地壳存在交叠相间的低速(高泊松比)和高速(低泊松比)区域,这些深部结构分布特征与地表形变及前陆盆地隆坳格局具有较好的一致性。基于上述认识,提出了青藏高原东缘—扬子板块的深部接触模式及其相应的盆山耦合关系,阐明了板块碰撞—耦合的深部动力学过程对剧烈地壳形变、盆地隆坳格局和强震诱发的制约关系。本研究成果将为深入认识青藏高原东缘高原急剧隆升、盆地基底结构与隆拗格局,以及强烈地壳形变的深部动力学机制提供参考信息。     

Himalayan Tectonic Evolution in the East Asian Peri-Pacific Region

This paper summarizes the Late Palaeozoic. Indosinian and Yanshanian palaeotectonic settings in theperi-Pacific region of East Asia. On that basis, the Himalayan crustal movement in the region is divided intothe early and late tectonic stages and two principal tectonic phases. From the ocean to the continent, 5 giganticHimalayan formation-deformation belts are distinguished; they are the Northwest Pacific trench-island arcbelt. the Northwest Pacific marginal sea basin bell. the East China Sea-northern South China Seacontinental-shelf down-faulted belt. the East Asian epicontinental rift belt. and the East Asian intracontinentalrift belt. The Early and Late Himalayan tectonic evolution is dealt with. Finally the state of the Himalayan re-gional stress field and its evoution in the region are discussed. It is considered that the mechanism of their for-mation is closely related to the continent-ocean and surface-deep earth interaction.     

中国东北地区中生代火山岩的大地构造意义

中国东北地区中生代火山岩可划分为西部大兴安岭环状火山岩带、南部火山岩带和东部火山岩带,它们是古亚洲洋构造域向太平洋构造域转换时期不同构造环境的产物。西部大兴安岭环状火山岩带的形成与古亚洲洋闭合过程中壳幔相互作用引起的深部热地幔柱的上升有关,南部火山岩带与构造域转换时期走滑拉伸构造有关,而东部火山岩带则是太平洋板块斜向俯冲作用的产物。     

北祁连西段早古生代构造演化史

北祁连西段与北祁连中段构造带之间被一条平行于阿尔金断裂带的宗宾大坂古转换断裂所隔，东西两段在早古生代构造演化史上有明显差异。北祁连西段早古生代构造是在前震旦系陆壳基底上，在震旦纪再一次开裂演变为裂陷槽，寒武—奥陶纪为裂谷—海沟—火山弧多元构造的格局     

华北克拉通的形成以及早期板块构造

地球上最早的地壳岩石是高钠的花岗质(TTG)岩石,但是否有更老的洋壳存在过、以及陆壳是怎样形成的,涉及到地球动力学几乎所有的问题。其中板块构造是在什么时候开始的,就是个延续了数十年热度不减的前沿科学问题。流行的说法是板块构造始于新元古代,也有一些学者认为在新太古代就已经开始,或者认为自从地球上有了水的记录,就开始有板块构造。在众多的判别板块构造的标志中,蛇绿岩残片和古老的高压变质岩无疑是两个最具影响力的问题。前者可以确定有远古的古老洋壳存在过并成为缝合带中的残片,后者可以指示曾有地表的岩石单元被俯冲到深部,是俯冲、消减与碰撞的岩石学证据。本文在讨论和比较了太古宙绿岩带与蛇绿岩,以及早前寒武纪高温高压(HTHP)麻粒岩/高温—超高温(HT-UHT)麻粒岩与造山带高压变质带之后,认为尚不能作为板块构造的证据。本文还对华北的新太古代末的稳定大陆形成以及古元古代活动带的裂谷-俯冲-碰撞进行了论述。提出华北克拉通在新太古代末的绿岩带-高级区格局可能标志着热体制下有限的横向活动构造,微陆块被火山-沉积岩系焊接,随后发生变质作用和花岗岩化,完成稳定大陆的克拉通化过程。其构造机制可能是适度规模且多发的地幔柱构造控制下小尺度的横向构造运动的机制。华北克拉通的古元古代活动带有与绿岩带-高级区不同的构造样式,表壳岩带状分布,经受了强烈的变形以及中级变质作用,伴随花岗岩的侵入,虽然没有蛇绿岩和高压变质带,但已表现出板块构造的雏形特征。     

秦岭古生代陆间裂谷系的演化

位于华北地块和杨子地块之间的秦岭构造带是一个古生代的陆间裂谷系,它的形成、发展和消失与两个地块的离合运动有关。秦岭陆间裂谷系不仅在它的空间位置,而且还在许多地质构造方面的特点而不同于大陆裂谷,包括裂谷系的广阔宽度、洋壳碎片的发育、很厚的海 相沉积和较强的深层作用。     

青藏高原构造动力及变形机制的弹性有限元分析

利用现今青藏高原地质和地球物理研究成果,本文建立了垂直高原总体构造走向的南北向直立剖面的有限元模型,其根据实际资料,划分成分层和有限单元。在此模型基础上进行弹性材料的计算模拟和分析。 印度板块向北运动挤压、高原北部岩石圈阻碍及软流圈拖曳是青藏高原北移变形、隆升和地壳增厚的动力机制;重力及其均衡调整作用是地体间相对运动和地体内差异运动的主要动力,另外青藏高原还受地壳和上地幔结构构造的影响。计算模拟还得到了一些有实际意义的结果,如活动的地质构造和地球物理现象的分带集中、主边界和雅鲁藏布江等地体边界断裂的逆冲性质、各地体南部地表的南倾正断层及喜马拉雅山南坡向南的重力推覆等。     

揭示青藏高原的隆升——青藏高原亚东—格尔木地学断面

沿着亚东－格尔木地学断面，由地质，地球物理和地球化学综合数据，给出岩石圈演经的一般图像，青藏高原系由６个地体组成的；高原在垂向与横向是不均匀的，各地体间的组构是不同的；高原地壳的缩短与隆升是因素的，包括其中向北运动的印度板块的挤压作用及柴达木盆地阻力，地幔热活动比预期要差；喜马拉雅山带不同于安第斯山和阿尔卑斯山，有其自己的特征。     

Tectonic evolution of Early Paleozoic island-arc systems and continental crust formation in the Caledonides of Kazakhstan and the North Tien Shan

The extended Saryarka and Shyngyz-North Tien Shan volcanic belts that underwent secondary deformation are traced in the Caledonides of Kazakhstan and the North Tien Shan. These belts are composed of igneous rocks pertaining to Early Paleozoic island-arc systems of various types and the conjugated basins with oceanic crust. The Saryarka volcanic belt has a complex fold-nappe structure formed in the middle Arenigian-middle Llanvirnian as a result of the tectonic juxtaposition of Early-Middle Cambrian and Late Cambrian-Early Ordovician complexes of ensimatic island arcs and basins with oceanic crust. The Shyngyz-North Tien Shan volcanic belt is characterized by a rather simple fold structure and consists of Middle-Late Ordovician volcanic and plutonic associations of ensialic island arcs developing on heterogeneous basement, which is composed of complexes belonging to the Saryarka belt and Precambrian sialic massifs. The structure and isotopic composition of the Paleozoic igneous complexes provide evidence for the heterogeneous structure of the continental crust in various segments of the Kazakh Caledonides. The upper crust of the Shyngyz segment consists of Early Paleozoic island-arc complexes and basins with oceanic crust related to the Saryarka and Shyngyz-North Tien Shan volcanic belts in combination with Middle and Late Paleozoic continental igneous rocks. The deep crustal units of this segment are dominated by mafic rocks of Early Paleozoic suprasubduction complexes. The upper continental crust of the Stepnyak segment is composed of Middle-Late Ordovician island-arc complexes of the Shyngyz-North Tien Shan volcanic belt and Early Ordovician rift-related volcanics. The middle crustal units are composed of Riphean, Paleoproterozoic, and probably Archean sialic rocks, whereas the lower crustal units are composed of Neoproterozoic mafic rocks.     

蛇绿岩与大陆缝合线

从六十年代以来,被誉为“地球科学革命”的板块构造学说,引起广泛的地质工作者的重视。因为它能圆满地解释地球的主要面貌之间的动力学关系。板块构造的概念是近二十年来从各海洋区搜集的大量地球物理资料而发展起来的,因而在阐明洋壳(约200兆年)的构造比陆壳获得较大的成功。由于板块构造提供了一个全球动力学体系的框架,使人们对中生代以来的大陆演化的许多作用有所了解。对板块学说有兴趣的地质工作者,想根据均变论的原则,去解释古大陆的形成、演化的历史。