幔汁(ACOHNS)流体的重大意义

详细探讨了幔汁及幔汁活动对地壳中各种地质作用的重大影响,分析幔汁的成分结构,运动方式和对地质作用的控制。     

当代地球科学的一项重大前沿课题——幔汁研究

    深部地质研究的重点是上地幔;上地幔研究的核心是软流层;而软流层研究的关键则是幔汁。当今国际上对幔汁问题的理解尚处于拂晓阶段。如能当机立断紧紧抓住这一薄弱但又是前沿的要害问题集中攻而破之,将来会取得带有冲击波的一些成果—目下已此其时矣。
    在本文中将阐述下列三个问题:研究现状、笔者的论点及立项建议。     

地球排气作用——建立整体地球科学的一条统纲

通过研究发现 ,现在可以用地球排气作用作为一条统纲 ,把原来分散的地球科学各个分支学科和谐地串联成为一个整体地球科学巨系统。地球排气的实质是幔汁 (HACONS超临界态流体 )从深部自发向上、向外的辐射排放 ,结果形成了地球内外的 5个气圈和气体地球动力学 ,幔汁上涌后通过碱交代作用产生蚀变和岩浆并促使原来为固体的上地幔、地壳发生溃变 ,在地球的 3个基本动力 ,即重力、地球自转变速、圈层旋转差速和天体 (主要是月球 )潮汐力联合作用的大前提下诱发出大地构造运动、地球演化和自然灾害。没有幔汁活动就没有壳幔运动。笔者初步认为 ,对现有流行的众多理论和结论都需要重新加以怀疑和再审鉴。否则 ,地球科学难以向前发展。我们今后不仅需要单科的或局域的岩石学家、地球化学家、大地构造学家、气象学家、海洋学家等 ,另外还需要有一大批整体地球科学家。     

幔汁(HACONS流体)地球内动因探索

地球科学发展到今天, 中外所积累的实际资料之多早已达到一个临界点, 必然要从量变跃迁为理论认识上的质变。本文是这方面的一个尝试, 力图把地球看成一个整体, 提出以下五条地球内动因基本规律: (1) Na、K被幔汁的带入乃是地幔和地壳中产生各种类型岩浆的关键要素; (2) Na、K碱交代作用是整个热液作用中最重要的一个反应机制; (3) 大地构造源于幔壳溃变**(是幔汁在起主要作用); (4) 在地球的演化上, 地壳乃是地幔亏损(depletion)部分的向上分化、搬家, 地壳=原始地幔－亏损地幔; (5) 地球深部的Na、K流(即幔汁主体)是来自威力更大的地核氢(H+、H、H2)流的萃取和驱动。     

碱质热流体特征与成矿作用关系的剖析

<正>杜乐天教授建立起HACONS热流体成矿说,其理论框架为:①地幔的挥发分和碱质二者加在一起就是幔汁,简称HACONS:H-氢、卤素热;A-碱金属(主要是Na、K)族;C-碳;O-氧;N-氮;S-硫族。杜乐天认为幔汁不是粘稠液体,更非硅酸岩岩石柱,而是超临界态流体,其热释放可导致碱质热液体、熔体产生;导致碱质交代作用、地壳及地幔的部分熔融作用,形成热流体和     

辽宁地区的幔枝构造

将辽宁地区划分为4个幔枝构造:山海关幔枝、辽东南幔枝、建平-阜新幔枝、西丰幔枝,文章分述了它们各自组成与构造特点,并举例说明了辽宁幔枝构造通过其三个次级构造单元对成矿的控制规律.     

用层控构造学说论油气与盐类的伴生及预测

依照"层控构造"观点,地球演化过程中,上地壳顶部最先出现断裂,而后在重力和水平力共同作用下发展成上地壳正断层。其中水平力来自于地球的自转速度变化等因素,后来正断层继续演化成盆-山系。此过程使含"H-A-C-O-N-S"即幔汁的地幔流体进入地壳表层,形成油气和盐类。盆-山系的断隆山如果受到后来陨星逆向或顺向撞击所派生的经向或纬向惯性力强烈挤压,促使断隆山利用断陷盆地侧向应变空间进行仰冲,形成仰冲型冲叠造山带。此过程由于产生了负压作用,使盆-山系形成时已经隆升的地幔流体再次上涌,导致幔汁进一步聚集,从而形成更多油气和盐类。利用这一理论分析了松辽盆地油气和鄂尔多斯盆地、青海柴达木盆地、库车盆地、准噶尔盆地的油气形成机制,并预测了罗布泊和塔里木的石油和盐类矿产,也解释了云南安宁盐矿下部伴生的油气显示,从而对油气的有机成因提出了挑战,认为无机成因是油气成因中更重要的原因,也提出了油气勘探的三位一体新概念:玄武岩-油气-盐类。     

石油天然气藏幔汁加氢和碱交代成因的再认识

油气成因问题争论已有多年。本文在过去的无机成因论的基础上,现在再增加一些自己工作和国内外新进展进一步论证石油天然气藏的热液作用成因。此热液是地幔流体(HACONS简称幔汁)在玄武岩事件中沿盆地底部深断裂上涌减压降温的相变产物,通过加氢和碱交代作用形成油气矿藏。     

下地幔矿物研究及其进展

文中综述了20世纪90年代以来对下地幔矿物高温高压研究的进展,详细评论了下地幔温压下(Mg,Fe)SiO3钙钛矿的稳定性、(Mg, Fe)SiO3 钙钛矿和(Mg, Fe)O镁方铁矿的高压状态方程和热弹性及高压熔化、核幔边界温压下铁和硅酸盐的化学反应等几个热点问题;探讨了下地幔的矿物学组成,对下地幔的地震波速异常给出了可能的矿物学解释;介绍了国内同领域的研究工作;展望了下地幔矿物研究的发展方向。     

辽宁地区的幔枝构造

将辽宁地区划分为4个幔枝构造：山海关幔枝、辽东南幔枝、建平一阜新幔枝、西丰幔枝，章分述了它们各自组成与构造特点，并举例说明了辽宁幔枝构造通过其三个次级构造单元对成矿的控制规律。     

阴山山链隆起机制及有关问题探讨

阴山隆起为异常地幔发育区，软流层上凸、岩石圈变薄、幔汁上侵、地幔底辟，垂直运动激烈；阴山隆起又处在南北两大板块夹击挤压构造带上，水平运动强烈。所以，阴山隆起是中新生代垂直运动和水平运动共同作用的结果。随着阴山山链的隆起，在其南缘形成了呼包、临河等地堑式盆地。     

从震前卫星热红外图像看中国现今构造应力场特征

震前卫星热红外探测现今地球热应力场, 既有水平应力热场, 也有垂直应力热场。热辐射能量的增强与应力增强有关。结合地震地表破裂带和地震等烈度线图的分析, 辅以GPS空间定位地形变测量、震源机制解和原地应力解除法,以及地球物理勘探资料, 可使对现今应力场的了解更加全面。以99?~104?E为界的过渡带包含中国大陆西部重庆荣昌双环、四川汶川椭圆。这种左右涡旋运动方式不同存在一个带内, 与深部构造差异和物质下曳运动有直接的关系。中国西部受印度板块和西北利亚板块SN向夹击, 来自西北利亚板块的作用力最南可到天山北麓。印度板块与太平洋板块相互扭动, 壳幔汁上涌差异反映在中国西部热旋扭椭圆为左旋扭动。印度板块与太平洋板块相互扭动, 中国东部地区出现伸展构造。NE、NNE向破裂发生右旋运动, 可称之新新华夏构造体系。壳幔汁上涌差异反映在东部热旋扭椭圆为右涡旋扭动。     

下地幔及核幔边界结构及地球动力学

新一代高分辨率下地幔及核幔边界的地震层析成像,改变了我们对全球构造模式及地球动力过程的认识。古海洋岩石圈板片一直俯冲到下地幔底部,其残留体在核幔边界积累,并支持了地幔整体对流模式。位于核幔边界上的D″层有着十分复杂而精细的结构。紧靠核幔边界的地幔一侧发现了超低速层(ULVZ),它们可能是D″层内的局部熔融物,是引起地表热点的上升地幔柱的源头。     

壳幔混合层的物质过程及其动力学意义

以评述壳幔混合层的物质过程为主,对壳幔混合层的概念、研究现状、形成机制及作用过程等作了简要综述。底侵作用、拆沉作用和部分熔融作用是壳幔混合层的主要物质过程。底侵和拆沉构成壳幔物质循环,部分熔融则为其提供物质和条件,这三者相互作用,影响和制约着壳幔物质交换,在大陆地壳变形中起着极其重要的作用。最后分析了壳幔混合层的研究在岩石圈动力学中的意义     

核—幔相互作用及其地球动力学意义

核－幔边界是地球内部反差最大的一个边界,也是最重要的边界,界区的核－幔相互作用过程在整个地球动力学系统中起着重要的作用。本文在概述了该－边界基本特征的基础上,系统地总结了有关核幔物质的化学反应和Ｄ”层的形成,核－幔间的质量传递及其对地幔对流之贡献,核－幔耦合与动量传递等的研究成果及有关问题。     

试论新疆深部构造基本特征

在编制１：２００万新疆莫霍面等深线图的基础上，结合航磁、遥感、地质和地球物理资料，系统编制出新疆古深部构造分区图，划分出新疆深部构造类型和单元，并简要阐述其基本特征。深部构造类型分为构造区和幔源断裂，构造区分为幔隆区、幔坳区和幔坡区三大类及幔凸、幔脊、幔坪、幔槽、幔谷、幔凹、幔坡等若干工类，幔源断裂按其活动时间和特征分为古、恒、今幔源断裂三类。新疆深部构造单元划分为阿尔泰—蒙古幔坳区、准噶尔幔隆区、伊犁幔坳区、塔里木幔隆区、昆仑幔坡区和羌塘—冈底斯幔坡区等６个一级，２０个二级及２７个三级单元。由此对新疆古板块进行了初步探讨，认为额尔齐斯、天山中央、康西瓦三条断裂深部构造特征明显，可作为一级板块构造界线。准噶尔古板块属古生代洋壳板块，其内不存在前寒武纪变质岩结晶基底。     

试论幔柱构造与成矿系统——以三江特提斯成矿域为例

以三江特提斯成矿域为例,简述了幔柱构造特征,提出了“幔柱构造成矿体系”新观点。研究表明,热幔柱发育演化,导致大陆岩石圈向大洋岩石圈构造体制转化,伴随大陆活化、减薄、去根、张裂、解体和成洋诸事件;冷幔柱形成演变,导致大洋岩石圈向大陆岩石圈构造体制转变,并引发俯冲造山→碰撞造山→陆内造山过程。在幔柱构造制约下,一系列形成于不同构造背景、产出不同地质环境、具有不同成矿体制、不同序次组合和不同成矿类型的矿床成矿系列组合和矿床成矿谱系,共同构成统一的成矿体系。热幔柱成矿体系包括热幔柱热点和热幔柱－扩张脊２大次级成矿系统,冷幔柱成矿体系包括冷幔柱－俯冲造山、冷幔柱－碰撞造山和冷幔柱－陆内造山３大次级成矿系统。最后,按成矿体系,成矿系列和矿床三级体制对三江特提斯成矿域主要矿床形成条件和成矿规律进行了全新分析。     

核幔边界动力学——地球自转十年尺度波动

总结了地球核幔边界动力学有关研究的新进展,如核幔边界的特性、核幔边界的地形起伏、核幔边界附近地幔对流格局和地球外核顶部的流场等。从地核—地幔之间的耦合出发,讨论了地球自转十年尺度的波动问题,简述了核幔之间电磁耦合、粘滞耦合和地形耦合对十年尺度波动影响的基本理论。提出在该项研究中应以综合分析为基础,开展多学科的联合、交叉研究的途径以深化对地球自转十年尺度波动机理的认识。     

月球虹湾-雨海盆地壳幔结构

为了探讨月球大型撞击盆地形成后的壳幔物质迁移, 采用新近的月球重力场数据研究壳幔界面的起伏情况, 这对撞击盆地的形成演化研究有重要意义.通过对虹湾-雨海盆地地区玄武岩引起的重力异常进行正演模拟, 发现该部分重力异常仅约占布格重力异常幅值的8%, 布格重力异常主要与壳幔界面起伏有关.对该地区不同解算高度的剩余布格重力异常进行场源边界提取, 发现虹湾-雨海西北部的壳幔界面随深度增加向雨海中心倾斜, 在此区域下方, 壳幔界面会有一个向虹湾方向的额外上隆, 可能为月幔物质曾向此方向涌动造成.分析表明这种月幔上涌情况可能在雨海撞击时形成, 或者可能是形成虹湾的撞击对雨海盆地壳幔结构产生了二次影响, 在虹湾地区的壳幔回弹过程中, 拖动雨海下方的物质向虹湾方向运移造成的.      

大陆岩石圈地幔的组成与交代作用

结合前人研究成果,总结了大陆岩石圈地幔的研究方法和研究对象,并对研究方法及研究对象作了评述.Griffin等将岩石圈地幔分为Archon、Proton、Tecton三类.Archon大陆岩石圈地幔相对原始地幔来说是强烈亏损的;大多数Tecton相对于原始地幔是适度亏损的;而Proton的组成在Archon和Tecton大陆岩石圈地幔2个端元之间.总体上看,古老岩石圈地幔亏损程度最大,而年轻岩石圈地幔相对古老岩石圈富集.富集过程主要与地幔交代作用有关.从交代作用的表现形式、交代剂的性质与来源方面,通过研究地幔捕虏体/捕掳晶,可以很好地认识岩石圈地幔的富集过程.