大陆岩石圈的热结构及其意义

从国内外地热状态的观测研究方法及其进展入手,论述了岩石圈热结构的分布特点与板快的关系,区域性构造过程的复杂热效应,水文地质过程及其热效应,岩石圈的热状态及其决定的岩石圈的流变性,地球的热历史及其早期热结构。同时对加强我国大陆岩石圈热结构研究提出了具体建议。     

南海新生代构造演化及岩石圈三维结构特征

地震层析资料表明，南海地区，自红河口向南经南海、苏禄海到苏拉威西海，岩石圈速度低，底部横波速度仅4．4km／s，岩石圈厚度在60～80km之间，为薄岩石圈地区。软流层的速度也较低，在4．2-4．4km／s之间，但厚度较大，大于200km。从红河-莺歌海断裂带经南海到苏禄海，存在一条北西向宽约200km的上地幔北西向低速带，面波速度在4．05～4．25km／s之间。由上述资料可见，东亚大陆边缘及边缘海的上地幔存在一巨型低速带，在南海地区低速带的走向为北西向，在东海地区为北北西向。这种走向与地表的区域构造走向基本一致，反映这里新生代构造活动可能与地幔低速带分布有关，即上地幔低速带反映了岩石圈的区域流动。这类岩石圈区域流动引起岩石圈表层的张性构造，形成裂谷及稍后的海底扩张，在亚洲东部边缘形成一系列边缘海盆。     

中国大陆东部现今岩石圈结构的板条构造分区

中国大陆以银川－昆明－线（１０５°±２°Ｅ）为界,其西部和东部的岩石圈结构,构造等多方面均表现出重大差异,而且,根据山川大势和新构造断裂、地震活动、重力和地壳厚度、地磁异常、人和幔内高导层等方面的表现,西部和东部都可以再分出若干二级构造分区。以东部地区为例。本文 其分为东北区、东北区、大华北区、华中区、华南区、华南区和南海区,这七个二级构造区之间依次 被47°N构造线、阴山构造带、34°N构造线、北岭构造带、南岭构造带和20°N构造线等 所分隔。这组构造分区的基本特征是．近东西走向,宽度都在5个纬度左右,平行排列 彼此在岩石圈结构组成、构造变形的历史、方式和强襄等各方而都有明显差别．故称之 为板条状构造分区．它们是在中生代晚期以来对早期老构造进行强烈改造的过程中形成的。     

华南和南海北部陆缘岩石圈速度结构特征与沉积盆地成因

新近地震层析资料表明, 华南和南海北部陆缘岩石圈及下伏的软流层中存在规模宏大的低速异常带, 它们在研究区新生代演化历史中曾发挥重要的控制作用.其中, 岩石圈底面及内部的巨型NW向异常低速带表明中生代末至新生代早期的神狐运动不仅在华南与南海北部陆缘产生NE向张裂构造体系并催生出内陆-陆架-陆坡沉积盆地, 还导致南海海盆的早期扩张.软流层NNW向的异常低速带则反映岩石圈SSE向的蠕动直接导致南海中央海盆的海底扩张及陆缘地区的持续裂解.研究区深部速度结构特征是历史动力过程所残留的痕迹, 华南陆缘和南海北部新生代沉积盆地的形成和发展, 与岩石圈及软流层的结构和运动方式密切相关.      

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。     

华南陆块岩石圈有效弹性厚度及其构造意义

华南陆块受多阶段超大陆聚合、裂解,碰撞、陆内造山,及伸展等作用影响,造成其深部结构和构造极其复杂。岩石圈有效弹性厚度(Te)是表征地质时间尺度上岩石圈力学强度的定量指标,可为深入认识岩石圈力学结构及演化提供有效约束。本文基于导纳和相关函数联合方法对地壳布格重力异常和地形数据进行计算,获得华南陆块Te的空间分布。Te高值(>20 km)区域主要分布于扬子地块的四川盆地周边区域,而Te低值(<20 km)区域集中于华夏地块和江南造山带区域。由于Te分布特征与地热场、地震关系密切。通过分析研究区Te与地热场(地表热流、居里面深度)、地震之间的关系,本文得到如下认识:(1)Te与地热场参数具有较好的相关性,但受浅部地壳被破坏,深部仍为克拉通地壳影响,导致龙门山断裂带和江南造山带区域的Te与地表热流或居里面深度之间的部分对应关系相反。(2)Te与地震关系复杂,Te较薄区域并不代表着地震频发区域,地震活动性与其所处的深部环境相关。龙门山断裂带强震频发的原因是受周边两块体中上地壳刚性地层长期相互作用,致使应力和能量积累较强;华夏地块区域地震较少是因为深部热物质上涌对华夏地块的壳幔进行强烈...     

岩石圈热—流变结构与大陆动力学

由于大陆内部存在上千公里宽的弥散边界变形带，板块构造理论用于解释新生代大陆内部的显著的构造变形遇到了困难。因此，探讨大陆岩石圈的构造变形机制、演化及动力学过程从而成为国际地球科学的热点研究领域---大陆动力学。大量的地震测深、地震层析成像技术的应用对岩石圈的精细结构研究，已揭示岩石圈结构和物质组成存在显著的横向非均质性。这种横向非均质性是地质时期内大陆岩石圈经历多期次构造-热事件叠加与改造所形成的。同时，也决定了岩石圈热-流变学结构的横向分块、纵向分层的特性。大陆岩石圈热-流变学结构非均质性及其构造继承性对大陆内部构造变形起控制作用。所以，大陆动力学应注重开展大陆变形的运动学、大陆岩石圈的热-流变学结构和大陆变形的地球动力学数值模拟研究。     

渤海盆地现今岩石圈热结构及新生代构造-热演化史

依据236口井共2 706组的静温数据以及25口井的系统测温数据,分析计算了渤海盆地地温梯度及大地热流;建立地壳分层结构模型,利用回剥法计算现今地幔热流、深部温度以及岩石圈厚度;在此基础上,利用地球动力学方法恢复本区热流演化史。结果表明：渤海盆地背景地温梯度为322 ℃/km,热流值为648 mW/m2;盆地现今热岩石圈厚度在61~69 km之间,地幔热流占地表热流的比例在60%左右,属于“热幔冷壳”型岩石圈热结构,盆地地壳底部或莫霍面温度变动在548~749 ℃之间;热流演化的特征与盆地的构造演化背景吻合,新生代以来盆地经历了3期岩石圈减薄并加热的过程,在东营组沉积末期热流达到最高(70~83 mW/m2）,这期间盆地内产出多期碱性玄武岩,表明盆地经历了波及地幔的裂谷过程,随后进入热沉降期,热流逐渐降低,盆地向坳陷型转变。     

中,新生代全球岩石圈水平运动特点及其对中国大陆构造演化的意义

近百年来,国际地学界对岩石圈的水平运动进行了长期不懈的研究工作。本世纪初,魏格纳等提出大陆漂移假说,推断地质历史时期大陆曾发生过长距离的水平运动。     

Lithospheric Thermal Isostasy of North Continental Margin of the South China Sea

Accompanied with rifting and detaching of the north continental margin of the South China Sea,the ernst and the lithosphere become thinner away from the continental margin resulting from the tectonic activities,such as tensile deformation,thermal uplift,and cooling subsidence,etc..Integrated with thermal,gravimetric,and isostatic analysis techniques,based on the seismic interpretation of the deep penetration seismic soundings across the northern margin of the South China Sea,we reconstructed the lithospheric thermal structure and derived the variation of the crust boundary in the east and west parts of the seismic profde by using gravity anomaly data.We mainly studied the thermal isostasy problems using the bathymetry of the profiles and calculated the crust thinning effect due to the thermal variety in the rifting process.The results Indicate that the thermal isostasy may reach 2.5 kin,and the compositional variations in the ilthospheric density and thickness may produce a variation of 4.0 kin.Therefore,the compositional isostatic correction is very important to recover the relationship between surface heat flow and topography.Moreover,because of the high heat flow characteristic of the continental margin,building the model of lithospheric geotherm in this region is of great importan for studying the Cenozoic tectonic thermal evolution of the north passive continental margin of the South China Sea.     

根据形成地质作用对中国大陆岩石圈作构造分区

在综合评述前人关于大陆板块内部大地构造单元划分的基础上,讨论了以大陆岩石圈地质作用序列对亚欧大陆板块内部二级大地构造单元划分的准则与方法。相邻单元之间地壳生成演化作用序列不同,造成地层和岩石圈构造属性不同。基于板块运动的规律,可以根据地层和构造属性不同特征推断构造单元演化作用序列,并依据岩石测年资料划分大陆岩石圈构造单元。据此,大陆板块可划分为四个二级构造单元,包括克拉通、大陆碰撞造山带、大陆俯冲增生带和叠复构造单元。中国大陆板块的克拉通包括华北、扬子、塔里木和华夏四个;大陆碰撞造山带包括天山—西拉木伦河、昆仑—秦岭—大别、喜马拉雅、萍乡—江山—绍兴和台湾五个。大陆俯冲增生带包括吉黑、准噶尔、柴达木祁连、羌塘—拉萨—松潘和江南五个。这种分区同时把形成时代和区域构造形成地质作用作为区划的主要根据,体现了构造单元的基本属性。     

P-wave Velocity Structure of Crustal and Upper Mantle beneath South China and its Tectonic Implications

The 3D P-wave velocity structure beneath the South China Block was determined by applying arrival times from 269 teleseismic events recorded by 240 seismic stations within the study region. Our tomographic results reveal the deep structural characteristics of major tectonic units and ore concentration areas. There are distinct high velocity anomalies beneath the ancient Yangtze and Cathaysia blocks, with the lithosphere of the Cathaysia Block being thinner than the Yangtze Block; the Jiangnan orogenic belt, located in the combined zone of two blocks, is a high and low velocity anomaly conversion zone; the famous metallogenic belts of Edongnan, the Youjiang Basin and the Cathaysia Block are obviously low velocity areas with different metallogenic mechanisms. The deep ore-forming material source in the Edongnan metallogenic belt is different from that of the Cathaysia Block. The low velocity anomaly under the Cathaysia Block related to mineralization results from the upwelling of mantle material, caused by the joint action of the Paleo-Tethys tectonic domain, the Paleo-Pacific tectonic domain and the Hainan mantle plume migration and erosion, which has been occurring from northeast to southwest since 80 Ma. The low-temperature mineralization mechanism of Youjiang Basin should be considered not only in terms of the influence of the Emeishan mantle plume in the west and the Paleo-Tethys tectonic domain in the south, but also in the context of the influence of the upwelling of asthenospheric material from the Paleo-Pacific tectonic domain in the east.     

Three Stages of Mesozoic Bimodal Igneous Rocks and Their Tectonic Implications on the Continental Margin of Southeastern China

There are large-scale Mesozoic bimodal igneous rock associations on the continental margin of southeastern China. They aroused extensive attention in the 1980s because of their specific tectonic implications, and have been found frequently during recent geological surveys. This paper reviews the studies of regional Mesozoic bimodal rocks, and concludes that they can be subdivided into three stages, i.e., the Early Jurassic (209-170 Ma, the first (Ⅰ) stage), the Late Jurassic-early Early Cretaceous (154-121 Ma, the second (Ⅱ) stage), and the late Early Cretaceous-Late Cretaceous (115-85 Ma, the third (Ⅲ) stage). These three stages of bimodal rocks were formed in different tectonic settings, and are important indicators for regional Mesozoic tectonic evolution.     

南海南北共轭边缘伸展模型探讨

通过对南海南北边缘地震剖面的对比,结合周边构造分析,提出南海大陆边缘的裂离经历了两期伸展作用,即早期的简单剪切和晚期的纯剪切伸展作用。简单剪切发生在晚白垩世-早始新世,其动力与太平洋板块俯冲带的后撤、太平洋板块与欧亚板块之间汇聚速率的降低、以及先存北倾缝合带等密切相关。纯剪切发生在中始新世－渐新世－早中新世,剪切作用的转变与古南海的南向俯冲板块拖曳有关。     

南海北部陆缘地壳结构特征及其构造过程

根据“北部湾大陆缘地壳结构ＰＳ转换波测深”等地球物理测量结果,本文研究了南海北部陆缘的地壳结构特征,讨论了其白垩纪以来的构造过程。地球物理测量表明,由陆向海,南海北部陆缘地壳由陆壳、过渡壳变为洋壳,厚度由３４ｋｍ减薄至８ｋｍ左右。垂向上地壳为３层结构模式。陆壳、过渡壳和洋壳的下地壳Ｐ波速度普遍较高。地壳伸展系数的计算表明南海北部陆缘伸展主要发育于陆坡地区。结合区域地质研究,本文认为：南海北部陆缘及     

中国东南陆区岩石圈结构与大规模成矿作用

本文以区域地质、矿产地质为基础,与地球物理和岩石圈深部地质的研究成果相结合,对中国东南陆区的地块、造山带、古板块结合带、隆起带、坳陷带和断陷盆地的地壳厚度变化与物质结构、莫霍面形态、岩石圈地幔的厚度变化与结构进行了研究与构造区划.论述了燕山期陆内造山与喜马拉雅期大陆伸展及其导致的岩石圈物质结构调整作用,建立了隆坳构造分异与壳幔物质结构调整模式,探讨了本区地壳减薄的深部地质过程,分析了燕山期陆内造山的动力机制以及大规模成矿作用与岩石圈物质结构构造的相关关系.     

中国东南陆缘区中生代膨润土矿床同位素地球化学研究

本文列述了８个膨润土矿床的２３个不同属性蒙脱石的氢、氧和硅同位素分析结果。其中，钠基蒙脱石δＤ值为－７１‰～－８０‰和δ１８Ｏ值为１０．９‰～１４．６‰；钙基或铝（氢）基蒙脱石δＤ值为－５０‰～－７０‰和δ１８Ｏ值为１５．１‰～１８．１‰；它们的δ３０Ｓｉ值－０．３‰～＋０．３‰。通过这些同位素示踪判别并结合矿床地质特征，提出了该区中生代陆相膨润土属低温热液蚀变成因及其在现代（近代）环境水的再作用下天然改型过程的新的同位素证据。