低温非静水应力作用下固体岩石颗粒间流体的性状及传质作用

低温下非静水应力作用固体颗粒间流体因其参与流体—矿物反应和流体传质而在地壳岩石变形和同构造地球化学过程中起着重要作用。粒间流体的性状、粒间流体—矿物反应和粒间流体传质都与固体颗粒所受应力密切相关。流体膜是非静水应力作用下固体颗粒间流体存在的主要形式,流体膜的厚度和成分决定着究竟是流体膜中水化力、双电层排斥力,还是因双电层而引起的流体渗透压在流体膜传递应力的机制中起主导作用。应力通过改变固—液界面上固体物质的自由能而影响固—液界面反应和流体的传质,并对这一应力感生过程的热力学和动力学方程进行了推演。     

地球磁极倒转的星地碰撞成因

地球磁场多次发生南北(正负)磁极位置的变换, 即极性倒转, 这已为大家所公认; 但造成这种极性倒转的原因, 则是迄今未能很好解答的一个难题.基于地球磁场的发电机效应理论和星地碰撞的动力效应研究, 探讨了外星撞击地球造成地磁场极性倒转的可能性.研究表明, 当外星沿与地球自转的正逆不同方向撞击地球时引起的地球转速快慢变化, 可导致地球内部核、幔圈层之间的转速相对快慢关系(相对运动方向)发生改变, 从而受其控制的液核涡旋方向及相应的地磁场方向也会随之改变, 于是就形成地磁极性倒转.这是一个新的思路, 它给地磁极性倒转提出了一个简明的动力机制解释.      

中国东北地区岩石圈结构的地震学特征与对矿产资源的动力控制作用

利用东北地区1°×1°深至400km的三维Vp(km/s)值数据,选择互相垂直的2条有代表性的剖面,初步建立研究区构造圈、均匀层基本结构模型;利用8套沿不同经纬线的剖面Vp值分布,勾绘出研究区深至过渡层的结构模型谱;进一步综合得到研究区三维岩石圈结构模型。东北地区的B″层可能由3部分组成,即下部的低速带,中上部的中速、低速相间互层带和上部的增速带,B″层底界面是区分B″与B'″层的稳定的标志,上部的增速带速度与B'下部速度值接近,按照传统认识,那里是岩石圈底界面的位置,东北地区B″层顶界面形态可能存在不连续或剧烈变化的部位。B″层上中部的宽广的分布边界形态及其变化,可能反映软流圈对周围地球物质的同化熔蚀作用;软流圈物质上涌为固体矿产提供物源,也对油气矿产形成起加速作用。岩石圈结构是壳幔物质相互作用的动态平衡结果,它包含软流圈层对上覆地球物质的影响,并对油气、固体矿产存在一种动力控制作用。     

古地磁场研究:挑战与机遇

地磁场源于地核流体的运动,至少已有约35亿年历史.地磁场的起源及演化一直是地球科学研究的前沿领域之一,这是因为它既是地球宜居环境的重要保障,也是探究地球系统各圈层联系的重要途径.本文重点围绕保留在岩石中的"深时"古地磁场记录,分析在地球内部磁场的形成与维持、地磁场极性倒转、以及地磁场强度变化等古地磁场研究三个方面的主要...     

地球磁场的特性与分类研究

针对地球磁场起源研究中存在的有关地球磁极问题,在分析地球磁场特征的基础上,从地球磁场的成因和形成磁场的组合形式两方面,对地球磁场进行了分类。研究认为：地球磁场不仅具有突变性和偶极性,而且具有瞬时性、不变性等特征,初步分析了各种特性的影响原因。指出地球磁场具有二分结构,不同的分类方案可得到不同的分类结果,地球磁场可以分为...     

地球偶极磁场成因新探讨

以地球内部结构为立论基础和现代物理学中的引力理论和粒子理论为理论根据,阐明了地球外壳与内核运动的差异性,进而提出了以摩擦起电为主的差速发电机制和地磁场的形成机理,总结出了地球内核旋转轴上任一点的强度计算公式和地磁极性的判别方法,并解释了地磁学中的磁轴问题、磁极漂移和地磁场的极
性转换。     

地球岩石圈的演化机制─兼论开普勒动力导致岩石圈演化说

本文是将地学与天文学有机结合起来的研究成果。它是通过对地球乃至太阳系起源的研究，发现地球起源时的物质是由灼热的等离子体组成。它起源以后在近似真空的宇宙空间进行旋转运动的过程中，从地球外部向内部由灼热的等离子体向冷的固体岩石演化中，表面逐渐形成岩石圈。大陆壳和大洋壳上产生彼此不尽相同的形态面貌、岩石类型以及演化特点的原因，主要是与地球起源时产生的形态面貌、地球体积发生冷收缩运动、地球内部物质重力分异作用以及地球旋转运动导致地球体积发生有规律伸缩运动等诸因素，导致在地球表面不同部位上产生彼此不尽相同的特点有关。     

地球磁场的新模型(英文)

根据地球内核存在有相对于外核的旋转,这里提出一个地球磁场的新模型。在这种场合下,地球磁场的本源就是电流,这种电流是由在地核团相与液相边界上的一对带电层的相对运动产生出来的（Bullen地球模型中的F层）。所提出的模型,是当前最为常见的水磁发电机模型的另一种可供选择的模型。它在能量方面已得到确证。借助该模型,有可能去解释在地表观察到的关于磁场的所有主要特性。该模型的本质,就在于它是维持地球现今磁场与构造运动的统一机制。这种统一性并不是偶然的,可以将其视为所研究现象本质的理论的最大可能性证据。     

我国动力大地测量学的进展

综合了近40年,特别是近10年来我国利用大地测量学、地球物理学和天体测量学的理论、方法和技术研究固体潮汐和非潮汐重力、地极移动和自转速率变化、大地水准面和海平面变化、板块运动和地壳形变、地球内部物质运动及其与地表变化的关系等五个方面的成果以及国际合作的情况,说明我国在动力大地测量学方面虽然起步较晚,但进展较快,已在生态环境、灾害预测预报等关系国计民生的研究中起到了一定作用,在国内国际的地学研究中占有一席之地。随着国际大地测量协会“亚太空间动力学研究计划”、国家攀登计划项目“现代地壳运动和地球动力学研究”、国家大型科学工程重大项目“中国地壳运动观测网络”等项目的启动、实施,动力大地测量学研究必将取得快速进展。     

基于FDTD的月壤分层雷达探测正演模拟

“嫦娥三号”巡视器上搭载的测月雷达通过500 MHz频率的天线,对巡视路线上的月壳浅层结构进行剖面式观测,能探测到月球地底下30 m深土壤层的结构。为了更好地分析测月雷达的探测结果,文中对月壤分层进行正演模拟,月岩层的介电常数采用与“嫦娥三号”登月点位置最近的Apollo 15的电性参数近似代替,月壤的介电常数是一个和密度相关的值且随深度的变化而变化。根据以上参数建立模型,基于时域有限差分（FDTD）原理,利用GprMax对月壤分层结构进行模拟,建立的模型包括月表介电常数随深度变化二层模型和月岩层存在下界面三层模型,并对其波形特征进行分析,找到月壤层次划分的一般规律,对“嫦娥三号”测月雷达数据的分析提供理论依据。     

Nonlinear Dynamic Study on Geomagnetic Polarity Reversal and Cretaceous Normal Superchron

It is generally acknowledged that geomagnetic polarity has reversed many times in geological history and an abnormal geologic phenomenon is the Cretaceous normal superchron. However, the causes have been unknown up to now. The nonlinear theory has been applied to analyze the phenomenon in geomagnetic polarity reversal and the Cretaceous normal superchron. The Cretaceous normal superchron implies that interaction of the Earth’s core-mantle and liquid movement in the outer core may be the lowest energy state and the system of Earth magnetic field maintains a sort of temporal or spatial order structure by exchanging substance and energy in the outside continuously. During 121-83 Ma, there was no impact of a celestial body that would result in a geomagnetic polarity reversal, which may be a cause for occurrence of the Cretaceous normal superchron.The randomness of geomagnetic polarity reversal has the self-reversion characteristic of chaos and the chaos theory gives a simple and clear explanation for the dynamic cause of the geomagnetic polarity reversal.     

关于地球磁场极性反转机制的思索

地球磁场极性在地质历史中发生过相当频繁的倒转。作者将地球内部划分为岩石圈－软流圈－中圈－液圈－固核等5个动力学圈层，认为中圈与固核间可异步旋转；地球偶极磁场由中圈与固核异步旋转时所驱动的液圈中的封闭涡流与系磁场作用产生；该偶极子场极性由地球所通过的银道面上侧或下侧磁场方向及液圈涡流的方向共同决定，二者之一反向，极性发生倒转。     

地球磁极倒转的分形混沌研究

地球磁场多次发生南北(正负)磁极位置的变换,这已为大家所公认。但造成这种异常现象的原因,则是迄今未能很好解答的一个难题。应用分形混沌理论对地球磁极倒转进行了分析,认为发生地球磁极倒转时间段在时间轴上具有分形分布的性质;地球磁场系统通过不断与外界交换物质和能量,维持一种空间或时间的有序结构。地球磁场极性的随机倒转具有混沌运动的自逆转特性,混沌理论给地磁极性倒转提出了一个简明的动力机制解释。     

银河旋臂、地核环流与地球大冰期

地球在其约４６亿年的生命史中，多次出现大冰期，关于其形成原因是地球科学家研究的热门课题。促使地球系统演化的力源主要来自哪一圈层？气体具有最大的激活能，但大气圈仅占地球总质量的１０－６，它不可能是主要圈层。固态的激活能最低，下地幔和地内核亦不大可能在地球系统演化中扮演主要角色。地球外核是液态，具有较高的激活能，它约占现代地球系统总质量的３０％，故可认为它是地球系统演化的主要活动圈层。作为旋转地球上的流体，外核环流存在着两种极端流型：一是“地转流型”，其速度场是二维场，垂直运动很弱（以下简称为Ｇ型）；二是“强对流型”，当Ｅｌｓｓａｓｅｒ数≥１时，流场的二维几乎完全被Ｌｏｒｅｎｚ力所破坏，对流充满整个地核（以下简称Ｃ型）。文章在事实分析的基础上提出了地球大冰期形成的如下假说：当地球背景磁场与银河旋臂磁场极性符号相同时，外磁场将激发地球外核环流转为Ｃ型，引起地壳和地幔强烈的垂直运动（强造山运动），致使大气热机效率亦大为提高，高纬地区强降温，这是大冰期形成的根本原因。这一假说的逆表述，即当地球背景磁场与银河旋臂磁场极性相反时，地核环流将转向Ｇ型，地壳表面将主要是“夷平作用”，致使大气热机效率亦降低，行星风系减弱，高纬?     

APPLICATION OF MAGNETOMETRIC DATA IN THE STUDY OF DEEP CRUSTAL STRUCTURE IN PLATFORM PROVINCES

Results of regional geophysical work in the U.S.S.R. allow a measure of correlation between the known structural features of the crust and those of the geomagnetic field. The “normal” magnetic field used for identifying magnetic anomalies is obtained by graphic smoothing of isolines of total intensity T. Detailed analysis of data obtained in aeromagnetic and gravity surveys throughout the U. S. S. R. leads to the conclusion that the cause of the observed regional magnetic and gravity anomalies lies in the same associated geologic objects located at the same level - that of a magnetoactive interval of the crystalline envelope of the earth. The conclusions that can be drawn from existing data are: 1) the existence of “continental” anomalies of the geomagnetic field cannot be explained as an effect of the crust; 2) the basaltic layer does not affect the distribution of the geomagnetic field; 3) the anomalies in the basic (normal) geomagnetic field are caused by the presence of thermomagnetic geologic bodies in the granitic layer; accordingly, it is theoretically possible to determine the thickness of the continental layer from magnetometric data. A table showing correlative depths of the basaltic layer, its thickness, and anomalous magnetic field, as well as magnetic profiles is included.--C. E. Sears.     

Geomagnetic induction responses of anisotropic conducting mantle

Phase change of dielectric magnesiowustite in the lower mantle may leave signatures in geomagnetic records of the globally distributed array of observatories. The related features appear in EM induction responses of lower mantle, which are studied theoretically. The surface EM field corresponding to a response of the earth with conductivity anisotropy in a mantle spherical layer is presented as the sum of the magnetic and electric modes. Equations for the fields of both modes and their relationship in a weakly anisotropic earth are obtained by the perturbation method. The two field modes are analyzed jointly and separately to characterize the conductivity tensor of the anisotropic lower mantle. The tensor elements corresponding to the tangential components of the field can be estimated from the magnetic mode alone recorded currently by the global network of geomagnetic observatories. For the tensor data to be complete, observatory data on lateral variations of the electric field are required in addition to three-component geomagnetic records.