地学棱镜实施计划：裂谷和俯冲带边缘的地球动力学过程（下）

被动的裂谷系统在裂谷过程中扮演了重要角色,因为它们包括了整个地质学历史的记录,从裂谷开端、大陆裂解、海底扩张以及最后的成熟边缘。RIE 起始的目标如同地学棱镜科学计划草案（DSP）所描述,是了解裂谷初始如何进行,驱动裂谷的过程如何相互作用和演化,这些过程如何导致特别的裂谷架构,什么是裂谷期和后裂谷期边缘演化过程中大陆、海洋、大气之间的基本变动。     

地学棱镜实施计划:裂谷与俯冲带边缘的地球动力学过程(上)

正1执行概要GeoPRISMS(地学棱镜:裂谷与俯冲带边缘的地球动力学过程),作为MARGINS项目的后续研究,将对未来10年大陆边缘的起源、演化和活动进程等地学界主导和交叉学科的研究起指导作用。在MARGINS计划指导下,开展未来10年以地学为主导的大陆边缘科学研究,GeoPRISMS将提高对这些海岸交叉系统及其在全球陆地进程、资源分布和地质灾害等方面重要性的基础性认识。在下一个10年,GeoPRISMS将支持大范围宽领域整合的研究方法,包括海洋和陆     

俯冲带深部物质的非均匀流变及其地球动力学意义

计算表明,俯冲带深部主要矿物相的流动强度差异很大。俯冲带矿物流动强度的差异和构造环境复杂性预示着俯冲带深部物质变形是非均匀的,这种非均匀性是控制俯冲带内许多地质、尤其是动力学过程的重要因素之一。通过分析俯冲带构造物理背景和俯冲带深部矿物流变性质变化,研究了俯冲带深部非均匀变形的特征,在此基础之上讨论了板舌变形的几何形态、俯冲带火山活动性、中、深源地震活动性、板舌下插深度和消减过程与俯冲带非均匀变形的相变性。     

亚稳态橄榄石对俯冲带负浮力的影响及其动力学意义

利用有限元方法,计算了不同俯冲速度及热传导系数俯冲岩石层的负浮力.在h-lt;400km和h-gt;740km的深度范围,低温高密俯冲带的负浮力随深度单调增加.因为尖晶石相到后尖晶石相的相变有负的克兰帕龙斜率,俯冲带冷的物质在660km间断面以下不到100km的深度范围内仍以低密度的低压物质相存在.所以在该深度范围,俯冲带受到了周围地幔阻止其插入下地幔的浮力作用.在400km-lt;h-lt;660km深度范围,由于受橄榄石相变的影响,不同计算模型负浮力随深度的变化有明显的不同.对于可能的相变动力学模型,亚稳态橄榄石的存在使负浮力随深度的增加值减小.其作用是不利于俯冲带直接穿透660km间断面,并引起该深度范围俯冲带沿俯冲方向压应力分布的变化.     

亚稳态橄榄石对俯冲带负浮力的影响及其动力学意义

利用有限元方法,计算了不同俯冲速度及热传导系数俯冲岩石层的负浮力.在h-lt;400km和h-gt;740km的深度范围,低温高密俯冲带的负浮力随深度单调增加.因为尖晶石相到后尖晶石相的相变有负的克兰帕龙斜率,俯冲带冷的物质在660km间断面以下不到100km的深度范围内仍以低密度的低压物质相存在.所以在该深度范围,俯冲带受到了周围地幔阻止其插入下地幔的浮力作用.在400km-lt;h-lt;660km深度范围,由于受橄榄石相变的影响,不同计算模型负浮力随深度的变化有明显的不同.对于可能的相变动力学模型,亚稳态橄榄石的存在使负浮力随深度的增加值减小.其作用是不利于俯冲带直接穿透660km间断面,并引起该深度范围俯冲带沿俯冲方向压应力分布的变化.     

地球物理资料所揭示的南海东北部中生代俯冲增生带

根据新处理的重、磁和广角地震图件的解释, 推测在南海北部从台西南盆地到深海盆北缘存在一条大致NE45°走向的中生代俯冲增生带. 主要依据包括: 台西南-中沙东布格重力异常总梯度峰值带在强度和规模上都与马尼拉海沟俯冲增生带引起的总梯度峰值带相近; 该峰值带与海底地形和新生代构造都斜交, 指示前新生代构造; 该峰值带被NW向断层左行错断成雁列状, 符合中生代区域应力场特征; 其西北方在陆架区有与之大致平行的高磁异常带, 指示中生代火山弧. 此外, 海底地震仪资料显示在俯冲增生带位置上出现北倾陡坎、海底地震仪和长电缆反射地震剖面都显示相应部位出现双莫霍面叠置, 也可作为佐证. 这段中生代俯冲增生带的发现正好填补了欧亚大陆东南缘晚中生代俯冲增生带在南海东北部的一段空白.     

对日本俯冲带与IBM俯冲带俯冲特征的地球物理研究:来自重力与震源分布数据的启示

日本俯冲带与IBM俯冲带位于太平洋板块、菲律宾海板块和欧亚板块三者的交汇地带,是典型的"俯冲工厂"地区,具有重要的研究意义.本文利用震源分布资料与卫星重力数据对日本俯冲带与IBM俯冲带进行了研究.通过空间重力异常反映了俯冲带地区的区域构造形态,在此基础上基于艾利模式计算了均衡异常以反映地壳均衡特征.利用震源分布资料,分别从垂直俯冲带走向与沿俯冲带走向划定了横截剖面(cross-sections)进行了地震提取,讨论了俯冲带地区的Wadati-Benioff带形态特征,并借助于俯冲带地震等深线图直观描述了俯冲带的俯冲形态.在日本俯冲带与伊豆-小笠原俯冲带各选取了一条典型剖面进行了重力2.5D反演,研究了俯冲带地区的壳幔结构特征.研究结果表明,九州-帕劳海脊与IBM岛弧在均衡异常上存在差异,前者已逐渐趋向于地壳均衡.IBM的Wadati-Benioff带存在明显的南北差异,反映出伊豆-小笠原俯冲板片停留在了660 km转换带中,而马里亚纳俯冲板片很可能垂直穿过了这一转换带,造成这种南北差异的原因与板块相对运动、岩石圈黏性和年龄差异以及俯冲板片的重力效应等因素有关.在IBM的中部和南部存在板片撕裂现象.日本俯冲带的俯冲洋壳密度随俯冲深度变化较小,洋幔存在一定程度的蛇纹岩化,地幔楔蛇纹岩化作用不典型,海沟处有一范围较小的含水畸变带;伊豆-小笠原俯冲带俯冲洋壳密度随深度增大而明显增大,洋幔蛇纹岩化程度较日本俯冲带低,地幔楔蛇纹岩化作用强烈,板块交汇处存在明显的蛇纹岩底辟.日本俯冲带与IBM俯冲带一线自北向南板片俯冲变陡,两侧板块耦合度降低,与俯冲带两侧的板块运动速率差异有关.     

我国地球动力学的研究进展与展望

综述我国地球动力学的研究进展1994年以前的情况在臧绍先总结的基础上作一些补充外，着重讨论1994年以后的进展分别从地质构造运动的力学分析、岩石层动力学、地慢流动、地核动力学、地球介质力学性质、反演的数学方法和非线性科学等部分进行介绍．最后提出有待发展的研究方向．     

地球之巅——珠穆朗玛峰：中国的地质公园（下）

从地质遗迹的保护到地质公园的建立,全球地学工作者们历经了长时间的努力和奋斗。     

浅俯冲带缓慢动力变形与地震及海啸发生的自洽机理

2012年6月9日出版的《地球物理学研究通讯》(Geophysical Research Letters)发表了美国圣地亚哥州立大学地质学系有关板块俯冲带地震及海啸发生机理研究的最新成果.该研究提出了浅俯冲带地震及其所引发海啸的"自洽"机制.     

固体潮的地震预测研究与地球动力学研究之分析比较

本文分析了现行固体潮地震研究中的历史影响,对比研究了固体潮地震预测研究和固体潮地球动力学研究二者在振动频率、振动源体积、传输距离与介质等方面的地球物理特点与本质区别,强调了固体潮地震预测研究中最根本的工作是建立地震预测的目标和基本概念.     

使用宽频带地震记录研究2017年6月24日茂县新磨滑坡的动力学过程

北京时间2017年6月24日5时39分左右,四川省茂县叠溪镇新磨村发生大型岩质滑坡.体积约4.3×10⁶ m³的巨型岩体从山顶脱落,顺坡滑行约2.6 km后破碎沉积;碎屑物掩埋了整个新磨村,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.本文使用来自滑坡周围的10个地震台站的宽频带观测资料的长周期信号反演了这次滑坡的受力时间函数;同时使用逐步细化的格点搜索方法得到了滑坡的位置,与其真实位置一致;根据反演的受力时间函数计算了滑坡过程中滑体的运动学参数,得到的滑体运动轨迹与实际路径吻合.综合分析地震信号、受力时间函数和运动学参数表明,本次滑坡主运动的持续时间约为79 s;脱落岩体在5∶38∶50.2启动后持续加速,在5∶39∶37.2达到速度峰值,约为52.1 m·s^-1;这段时间内岩体没有明显的破碎;之后,岩体开始铲刮并裹挟古滑坡造成的碎屑沉积物,自身也开始破碎解体,总体开始减速运动,直到5∶40∶9.2主运动停止;此后,小规模的碎屑散落又持续了约10 s的时间.     

龙门山构造带深部动力学过程与地表地质过程的耦合关系

发生在地球浅层的2008年汶川地震驱动了龙门山及前陆地区的地表同震垂向位移.根据冲断带-前陆盆地弹性挠曲模型理论,在进行弹性挠曲模拟反演的基础上,结合对深部地球物理特征（泊松比、电性结构）的分析,发现龙门山前陆盆地现今岩石圈有效弹性厚度（T_e）具有自东向西逐渐减薄的趋势,自川中地区的30~40 km减至龙门山地区的10~20 km.在对晚三叠世以来前陆盆地各阶段盆地结构进行刻画的基础上,进行弹性挠曲模拟反演,推断龙门山前陆盆地的前渊地区（四川盆地西部）岩石圈的T_e值自晚三叠世以来具有逐渐减薄的趋势.这可能与松潘-甘孜地块下方广泛存在的软流圈热物质对四川盆地西部岩石圈下部的长期加热而导致的熔融有关,反映了地球深部动力学过程与地球表层盆地演化之间的耦合关系.

     

青藏高原腹地东西分区和界带的地球物理场特征与动力学响应

青藏高原是东亚大陆一个特殊的块体,无论是介质属性,还是构造格局在深部与浅部都是不均匀的和各向异性的,其演化进程也是非线性的.基于综合地球物理场研究发现:青藏高原在NS向挤压和EW向扩张错综力系作用下,形成了东、西分区的构造格局,它们的界带位于90o±2oE的范围内,即表明青藏高原基本上为由三块(西、中、东)组成.在此界...     

华北地区与青藏高原地区强震孕育过程相关性的动力学解释

根据不同学者对中国应力场的研究结果,普遍认为中国大陆板内构造变形活动的主要驱动力源来自印度板块与欧亚大陆的碰撞挤压作用,两大板块的汇聚作用主要发生在喜马拉雅碰撞带和帕米尔碰撞带,欧亚板块在这一碰撞带承受了印度板块的强烈挤压作用。全国GPS地壳运动观测结果也证明了以上的研究结论,基于国家攀登计划建立的全国GPS网21点的复测结果,     

断层带破裂过程与声发射特点的实验研究

本文从破裂特点、声发射特点及应力位移曲线方面讨论了软弱夹层与主压应力轴交角对断层带活动的影响。实验证明,当交角大于45°时破裂分为三阶段;主震前在断层带及其附近有大量前震,并且沿断层两盘发生较明显的位移,但交角小于45°时则没有     

新疆北部花岗岩─水~18O/~16O交换反应动力学──对于造山带岩浆熔融与流体循环的意义

对新疆北部花岗岩的两个典型岩体-阿拉尔和二台北岩体进行了系统的氧同位素组成测定,以探讨造山带的流体循环以及岩浆源区的熔融两个岩体的岩浆源区相对亏损18OZ它们在上部地壳侵位的次团相冷凝过程中共生矿物向富集18O的方向不平衡偏转推覆到阿尔泰山区热板片之下的晚古生代沉积物冷板片,通过进变质过程中的脱水反应提供了大量的含水流体．在倒转地温梯度驱动下,含水流体从下伏冷板片释放到上覆热板片,与富18O的早古生代变质沉积物发生18O／16O交换反应,并且最终导致造山花岗岩源区的熔融,产生相对亏损18O的过铝质花岗岩浆．对于以二台北岩体为代表的非造山花岗岩而言,幔源岩浆的下垫诱导的进变质反应造成流体对流,促进了幔源岩浆与花岗岩源区岩石的18O／16O交换反应,从而降低了后者的δ18O值．流体循环是深熔作用的先驱事件．与两个岩体侵位相联系的流体具有围绕岩体分布的外封皮性质．当岩浆温度下降到某一数值时,它们迅速进入岩体,瞬间流动速率较大．随着18O／16O交换反应的进行,流体来源迅速枯竭.     

初论华北板内地震断层特征及其与地壳、上地幔动力学过程的关系

本文研究了华北121个地震断层的错动方式,40个地震断层的走向,15个地震断层的破裂方式与扩展方向。在此基础上发现了华北板内地震断层特征与上地幔隆起带之间的某些规律性联系。作者认为:由于上地幔软流圈的异常活动,上地幔顶部隆起的底辟作用以及重力均衡作用,华北大陆地壳正在经历着一种透镜化的拉薄改造过程,据此可以解释华北板内地震断层的特征,并进而探讨华北板内地震高强度性的原因