地壳形成和大陆漂移的一种解释

大陆地壳的形成及其演化是地球动力学或大陆动力学需要解决的问题。本文用一种动力学的思想论述了原始大陆的形成和原始大陆的分裂与漂移。     

大陆深俯冲的动力学机制：观测和模拟结果

兴都库什-帕米尔-中国西部1975～2003年期间的地震活动记录、地表地质构造和地壳速度结构数据证明,沿特提斯陆-陆碰撞带正在进行大陆深俯冲作用。帕米尔地区大陆地壳的下部物质与上地幔一起俯冲到200km 以下,而中、上地壳在不同深度上被反冲断层所剥离。帕米尔地区向南的大陆深俯冲作用限于西部恰曼左行走滑断裂和东部喀喇昆仑右行走滑断裂之间。沿深俯冲带存在上、中、下3个地震群。上地震群出现在30～50km 附近,对应于中、上地壳的反冲剥离构造作用,地震成因与长英质地壳的脆-韧转换和“二相变形”机制有关。中地震群大体出现在90～120km 深度上,与帕米尔深俯冲岩板向下由缓倾变陡的深度大体相当。下地震群的主体出现在180～220km,代表深俯冲岩板的最前端。帕米尔大陆深俯冲岩板为上宽下窄、上缓(20～30°)下陡(60～70°),转变深度在80～120km 的楔形体,深度超过200km 的走向宽度只有500～600km。在探讨大陆深俯冲的动力学过程中采用了2种模拟方法。利用考虑温度场和负浮力的二维数值模拟表明:(1)地幔对流拖曳力对俯冲深度和俯冲速度有重要控制作用,从100MPa 到20MPa 的变化将导致俯冲深度由231km 减到151km,速率由10.79mm/a 减到5.46mm/a。(2)俯冲角30°与45°相比,前者的俯冲深度要深约25～50km。(3)俯冲板块厚度越大,则俯冲深度越浅。(4)在俯冲板块的负浮力、洋脊推力为10～30MPa 及地幔对流拖曳力为100MPa 的综合作用下,陆壳俯冲实际垂向位移可达120km,最终俯冲深度达到150km,而洋壳实际垂向位移约170km,最终俯冲深度达到230km。在考虑岩石圈和软流圈相互耦合的俯冲模拟中,块体间的接触判断采用了 LDDA 方法的接触判断准则和区域分解方法求解。其特点是边界条件比较简单,并能自动实现俯冲过程中岩石圈和软流圈之间的相互作用,但需要确定研究区域不同深度和不同板块的力学参数,且计算量很大。     

大陆漂移,板块构造,地质力学

本文简要地介绍了魏格纳大陆漂移说的主要内容及其提出的依据:论述了在大陆漂移说的基础上,由于海洋地质地球物理调查发现了大洋中脊、洋底扩张,解释了大陆张裂的机制,并建立了全球板块构造理论,形成现代地学思想的革命;李四光在大陆漂移说提出的同时已在积极地探讨和论述大陆地壳水平运动问题,并结合中国大陆实际,发展了陆内碰撞变形理论,即包括全球大陆构造体系在内的地质力学理论和方法.他强调地质力学是一支脚站在地质上,另一支脚站在力学上来研究地壳运动和变形现象.后来更扩大了其在资源、环境方面的应用.文章对魏格纳大陆漂移说、全球板块构造理论及地质力学三者的关系做了深入探讨,论述了李四光地质力学理论方法的现代意义、超前意义,提出要重视和发扬李四光留给中国人民的宝贵遗产,建议深入学习李四光的著述,结合地质调查新成果去丰富它和发展它.     

天津市地面沉降数值模拟研究

地面沉降是天津市的主要环境地质问题。造成天津市地面沉降的原因很多,但主要原因是大量开采地下水。本文重点研究开采地下水条件下的地面沉降数学模型及模拟,为控制地面沉降提供科学依据。通过对第四系的水文地质条件分析,建立第四系的水文地质概念模型和地层压缩概念模型,并建立相应的准三维水流数学模型和一维地层压缩数学模型,两者通过含水层水头和弱透水层粘性土中孔隙水头的内在联系耦合在一起。利用以往系列水位数据和沉降数据对模型进行标定,模型基本上反映了天津市地面沉降的实际情况。     

大陆漂移理论考证：20年代的漂移机制

大多数地质学家听说过阿尔夫雷德·魏格纳和大陆漂移理论。地质学家和历史学家一般认为大陆漂移没有被普遍接受的主要原因是:该理论缺乏恰当的成因机制。然而历史的证据表明,当时曾有好几个很有力的成因解释,尽管如此,大陆漂移仍遭到反对。魏氏理论的成因机制建立在地壳均衡论的推论上。早在19世纪50年代,地壳均衡已被用来解释喜玛拉雅山的重力差异;到20世纪初,更扩展应用于多种地质现象的解释,包括Fennoscandian地区的抬升。均衡补偿,以及Fennoscadian地区的隆起的理论解释是:基底的密度较高、活动性大,陆壳物质能够在其上漂浮。魏格纳认为,如果陆壳能够在这样的活动基底上垂直运动,那么它就同样能够做水平运动。因此,魏格纳面临     

田间非饱和土壤水分运动的数值模拟：Ⅱ数学模型及数值模拟

经过对条件的概化，建立了带有作物根系吸水项的垂向一维土壤水分运动的数学模型，并推导了该数值离散方程，编制了用于该模型数值模拟的计算程序。通过模拟对模型的验证，计算值与实测值拟合较好，这表明，该模型是可靠的，数值方法是可行的，可以用来模拟作物生长条件下田间土壤水分的运动。     

裂隙岩体水力特征数值模拟试验的初步结果

本文利用文献中的数据进行数值模拟试验,结果表明:流量等效和渗透作用力变形效果等效互不包容;不同级别结构面体系难以用连续介质方法处理,同级别结构面体系在工程作用力变化范围内,可由其静态水力特征推演动态特征;工程岩体结构面间充分连通的假设过于粗糙,常规试验手段获取的量值倾向于局部特征的反映。     

变质作用热模拟模型及模拟结果

概述了变质作用热模拟的历史、现状、趋势及意义、总结提出了变质作用热模拟的一般模型（数学模型），并对各类边界条件、初始条件及以在数确定进行探讨、综述了当前国内外的模拟结果，强调构造作用过程、流体作用、岩浆作用在热模拟综合研究中的重要性。     

BATS-SAST模式对积雪深度的模拟试验与改进

利用BATS-SAST模式对加拿大Sk-OJP森林站2001/2002,2002/2003,2003/2004年度及Sk_HarvestJP空旷站2003/2004年度4个积雪季节进行模拟.针对Sk-OJP森林站积雪深度模拟偏小的不足,在长波辐射及降水量的计算方案中考虑透过冠层的部分;考虑由雨、雪密度不同引起冠层上单位面积截留量的变化以及风速和冠层温度对冠层积雪卸载过程的影响,对冠层截留模型进行了改进.针对Sk_HarvestJP空旷站积雪深度模拟偏大的不足,对地表积雪覆盖率的计算方案进行了调整.结果表明:模式能够对2种不同下垫面积雪变化过程做出合理描述;调整后的模式对Sk_OJP森林站积雪深度模拟增加;新冠层截留模型通过改变冠层截留量来影响冠层下积雪深度的变化,积雪深度的模拟在融化阶段改进最为显著;调整后的模式对Sk_HarvestJP空旷站积雪覆盖率模拟变小,由于积雪覆盖率与地表反照率之间存在着正反馈关系,地面接收的太阳辐射增大,积雪深度的模拟变小.     

改进的遗传算法在地下水数值模拟中的应用

地下水流数值模拟中的模型识别问题，可以转化为函数的最优化问题。鉴于遗传算法的特点，将之引入到地下水流数值法中，用以解决地下水数学模型的识别问题。在建立地下水数值模拟中模型识别问题的是优化模型后，采取将最优化模型中的目标函数嵌入到遗传算法适应度函数中的方法，实现遗传算法与地下水流数值法的耦合。基于优化模型和遗传算法的运算过程，编写计算程序，实现地下水数学模型的自动识别。根据在珲春盆地地下水资源评价实例中应用得到的结果，信纸证了改进的遗传算法在地下水数值模拟中应用的可行性与有效性。     

大陆构造样式及大陆动力学模式初探

根据大陆构造的最新研究成果,总结了大陆构造的基本型式,提出了大陆五层两域的构造模型,并从物质流变和构造变形的有机联系出发,探讨了大陆动力学的层流隆陷机制。     

大陆岩石圈与软流圈之间的耦合关系─—大陆动力学研究的突破口

板块构造学说解释了全球构造的许多现象，但尚未满意地解释大陆构造中的一些问题，例如陆内造山带的形成、造山带和盆地形成的复杂历史和旋回性问题、大陆构造圈的不均一性等。新近提出的一些构造模式，都不约而同地指出了软流圈在大陆构造发展中的重要作用，但尚未成功解决软流圈运动的驱动力问题。本文认为，大陆岩石圈与软流圈之间相互作用关系的深入研究，是阐明大陆动力学过程的关键之一。此外，本文还对“软流体振荡作用”工作假说作了初步讨论。     

大陆岩石圈与软流圈之间的耦合关系—大陆动力学研究的突破口

板块构造学说解释了全球构造的许多现象,但尚未满意地解释大陆构造中的一些问题,例如陆内造山带的形成、造山带和盆地形成的复杂历史和旋回性问题、大陆构造圈的不均一性等。新近提出的一些构造模式,都不约而同地指出了软流圈在大陆构造发展中的重要作用,但尚未成功解决软流圈运动的驱动力问题。本文认为,大陆岩石圈与软流圈之间相互作用关系的深入研究,是阐明大陆动力学过程的关键之一。此外,本文还对“软流体振荡作用”工作假说作了初步讨论。     

亚洲大陆岩石圈多层构造模型和塑性流动网络

中、东部亚洲大陆的广大地区存在着由两族大型地震带共轭相交而成的统一地震网络;位于中、上地壳的这种地震网络,实际上是岩石圈下层(含下地壳和岩石圈地幔)塑性流动网络的一种响应。统一塑性流动网络系统的存在,证实了板内构造变形的驱动力源主要来自印度板块的碰撞推挤,而作用力的远程传递主要借助于网络状塑性流动。塑性流动网络对板内构造变形起着控制作用。     

中国东南部中生代大陆边缘成矿体系和成矿模式

依据成矿作用与板块构造－岩浆的时空演化关系，研究了不同构造－岩浆带内的矿床类型有其组合与矿床的稳定同位素组成特征，将中国东南部中生代大陆边缘的主要矿床分成陆缘火山热液，陆缘弧后火山－沉积与热液，亲弧张裂构造内的岩浆－热液，陆内裂陷火山热液和古地热水环流热液五个成矿系列；并建立了俯冲体制下的大陆边缘成矿体系和成矿模式。     

富大陆相火山岩型铀矿床的成矿模式

本文在剖析国内外富大（超大）陆相火山岩型铀矿床产出特征、成矿机理的基础上,建立了富大陆相火山岩型铀矿床的成矿模式：富铀的花岗岩或花岗岩化基底是该类型矿床形成的基础;成矿前多旋回、多阶段的火山喷发是矿床形成的前提;强烈伸展拉张的构造环境是矿床形成的关键[1];成矿后相对圈闭的地质环境是可靠的保矿条件。作者应用这一模式解释了国内外一些富大铀矿床（俄罗斯斯特列措夫超大型铀矿床、蒙古多尔诺特超大型铀矿床、澳大利亚奥林匹克坝Cu－U－AU－REE超大型矿床及中国460和邹家山富大铀矿床）的产出规律,并与661大型贫矿床进行了对比。     

陆相断陷盆地层序形成动力学及层序地层模式

文中认为 :陆相断陷盆地层序形成的动力学机制源于全球构造事件导致的区域构造应力场、地幔隆升产生的岩石圈拉张伸展而导致的不同级别的幕式构造运动以及由构造、冰川消融作用和地球旋转而产生的气候旋回。基准面的变化是构造、气候的函数 ,对于地史时期的滨海盆地 ,基准面就是相对海平面。不同级别的基准面变化旋回形成不同级别的层序 ,表现为盆地的裂陷旋回期相当于海平面变化旋回的超周期组 ,形成构造层序 ;裂陷幕和气候的二级旋回相当于海平面旋回的超周期 ,形成层序组 ;幕式断陷作用和气候的三级旋回形成层序。断陷盆地一个典型层序形成的模式是 :由于湖水体积的有限性 ,一次断陷和掀斜运动就能产生构造坡折并使湖水体积再分配 ,湖水向主断层和构造坡折之间可容空间增大的区域流动 ,造成基准面下降 ,产生陆上暴露、下切水道、水下冲积扇、废弃型三角洲及扇三角洲构成低位域 (LST)。构造宁静期 ,在气候等因素的作用下 ,湖水将趋于恢复断陷前的位置 ,使基准面 (湖平面 )升高 ,形成湖浸和河流退积作用形成的破坏型三角洲 ,深湖、浊积扇及浅湖构成湖扩张体系域 (EST)。当湖平面达到最高并趋于稳定 ,由于断陷使流域地形变陡 ,大量碎屑物入湖形成以三角洲前积体为主的高位体系域 (HST)。叠加在三级基准?     

南海北部被动陆缘典型剖面的地质-物理模型及其综合解释

鉴于南海北部被动大陆边缘的复杂构造背景,从典型剖面的综合物探解释入手,讨论了南海北部地质－物理模型的建立过程,建立了琼东南盆地１１０４剖面定量物理模型并予地质解释。     

末次盛冰期气候模拟及青藏高原冰盖的可能影响

在国际古气候模拟比较计划设定的边界条件下(其中包括:海洋表面温度、陆地冰盖、CO2浓度、地球轨道参数等变化),本文汇报了利用中国科学院大气物理研究所的9层全球大气环流格点模式对末次盛冰期气候进行数值模拟的研究成果。结果表明:末次盛冰期全球年平均温度比现在低5.3℃,降雨量下降9%,其中大陆年平均降水量仅为目前的71%。通过与其他模式模拟结果和重建古气候资料的对比表明,该模式捕捉到了末次盛冰期干、冷的冰期气候特征。在此基础上,我们根据刘东生等的科研成果,初步探讨了青藏高原在末次盛冰期倘若存在一定范围的冰盖,那么该冰盖会对东亚区域古气候模拟结果产生怎样的冲击。     

再论大陆构造与动力学

采用大陆构造时空动态相关分析法，对大陆构造进行系统的分层，分块，分阶段域构造解析，认为包括隆块，陷块和旋块等基本类型的断块构造具有不同的物质成分，变形强度，流变状态的层状构造是大陆构造的基本型式。在构造活动期间层流隆陷构造系统发生大规模的物质行，构成动态的循环体系，大陆地壳下部层圈以热动力作用为主，造成粘性热流物质和韧性固流物质沿着壳内流层从幔隆区流向拗区；上部层圈以应力作用为主，与下地壳层流相关