西西里-卡拉布里亚近海东南部地区的俯冲构造以及地球动力学演化

利用两条深层CROP地震侧线对卡拉布里亚俯冲带（在这里爱奥尼亚板块俯冲在伊特鲁里亚板块之下）进行了地震地层学研究。通过对俯冲带的几何学特征、上伏板块的垂向运动及其构造变形所作的分析,将爱奥尼亚-伊特鲁里亚板块互动所造成的所有构造样式进行全貌展示。     

千岛-勘察加俯冲带俯冲特征的空间差异性及成因的初步探讨

基于地震震中分布、地震层析成像方法,系统阐述了俯冲带从南到北俯冲角度、俯冲深度、形态以及板上地幔楔熔融程度等方面的空间差异特征,同时结合岛弧火山岩中的Sr、Nd、Pb同位素信息进一步探讨了该区域岩浆作用的空间差异性,最终将千岛-勘察加俯冲带分为6段。综合以往研究可知,俯冲带分段性的成因比较复杂,与岩浆源区地幔中流体成分和含量、板片与海沟的汇聚速率、沿贝尼奥夫带的应力状态等皆有着密切的联系,而基于板块运动模型,板片的汇聚速率与俯冲结构的空间差异性有着较好的对应关系,因此本研究认为板片的汇聚速率是影响该地区空间差异性的重要因素,而更系统的成因有待进一步研究。综合分析千岛-勘察加俯冲带的俯冲特征对于丰富研究区板块构造理论,深入理解俯冲带动力学过程具有重要意义。     

伊豆-小笠原-马里亚纳俯冲带地震成因

计算了伊豆-小笠原、马里亚纳弧段的浅源地震与俯冲速率的相关系数,证实了俯冲速率是一个重要的控制因素。地震统计结果展示马里亚纳中深度(60~300 km)地震存在较明显分段性,且与海底地形起伏度相对应,推断这种现象一方面因为海山俯冲引起的板块破裂程度高,导致更多的流体供应所致; 另一方面可能与海山俯冲机制导致板片局部变形有关。通过全球P波波速模型,提取马里亚纳之下大约8.0 km/s的等值面,揭示了俯冲板片的深部形态,在马里亚纳弧的南北两侧之下,存在两个明显的缺失,代表了板片深部的撕裂,且北部撕裂程度要比南部高,可能与北部小笠原高原与南部卡罗琳洋中脊俯冲有关。重力数据与地震数据揭示了相对于马里亚纳俯冲带北部,南部可能为强耦合,菲律宾海板块之下410~660 km不连续界面滞留为太平洋板片,西南部与马里亚纳俯冲带南部俯冲太平洋板片相连。初步推断这种结构与具有较大浮力的卡罗琳洋中脊可能共同决定了马里亚纳俯冲带南部8°N、137.3°E存在的旋转极。     

西太平洋若干沟-弧-盆体系及板内岩浆成因研究进展

板块俯冲和板内岩浆作用都是导致地表和地球内部物质大规模循环的重要地质过程。但是,两个地质过程的岩浆成因机制,以及成因上的内在联系都存在很大争议。西太平洋是全球沟-弧-盆体系最发育的地区,也是全球板内火山作用(海山和洋底高原)分布最集中的场所。为阐明西太平洋海盆的上地幔软流圈性质、岛弧岩浆形成的控制机制、以及板块内部火山作用(碱性火山岩)的成因机制,在中国科学院战略性先导科技专项(A类)"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"项目的资助下,本文对西太平洋马里亚纳-雅浦俯冲系统、汤加-科玛迪克俯冲带及其俯冲前缘海盆的成因机制、南中国海扩张期海盆玄武岩和板内火山作用、西太平洋海盆上地幔的Dupal异常分布和成因机制等展开了系统的岩石学和地球化学研究,并取得了新的科学认识和成果。主要认识包括:(1)雅浦岛弧主要由变质岩-角闪岩组成,其形成于3—6Kbar温压条件下,代表岛弧下部来自帕里西维拉海盆的变质基底;(2)加洛林洋脊主要由玄武岩组成,其不是一个岛弧,而可能是一个地幔柱形成的洋底高原;(3)汤加-科玛迪克岛弧岩浆组成体现了西南太平洋俯冲板片俯冲速率的直接影响;(4)厘定了汤加-科玛迪克俯冲前缘板块的年龄(103.7Ma),并认识到其代表古太平洋扩张中心并消耗了Ontong Java超级地幔柱的组分;(5)首次在南海发现了碳酸盐化的硅酸岩岩浆向碱性玄武岩转化的现象,提出了板内碱性玄武岩成因的新链条;(6)西太平洋海盆的地幔广泛存在Dupal异常,该异常从西太平洋岛弧俯冲带一直延伸至南海海盆,其中南海海盆的Dupal异常主要受到大陆裂解和海南地幔柱作用的双重影响。通过以上认识,进一步揭示了西太平洋沟-弧-盆体系和板内岩浆体系作用机制,以及俯冲板片物质与板内火山活动之间的成因关联,这对于深刻理解板块构造导致的地球内外物质循环规律有一定的推动作用。     

日本南海海槽俯冲带的地质特征及其构造意义

日本西南部的南海海槽是一个典型的俯冲系统,由菲律宾海板块向欧亚板块俯冲形成,其俯冲板片包含了九州-帕劳洋脊（KPR）、Kinan海山链、四国海盆和伊豆-小笠原岛弧（IBA）等多种地质单元。为了研究不同地质单元的板块俯冲效应,本文系统分析了南海海槽的地球物理和岩石地球化学特征。重力和热流特征显示南海海槽中部具有低的重力异常（-20–-40 mGal）和高的热流值（60–200 mW/m²）,而东西两侧的热流值（20–80 mW/m²）较低。地震模拟结果显示俯冲板块的地壳厚度为5–20 km。地球化学结果表明俯冲板块的下覆地幔成分从西到东逐渐亏损。无震洋脊（如KPR、Kian海山链和Zenisu洋脊）的俯冲是控制南海海槽俯冲效应的主要因素。首先,无震洋脊的俯冲可能使上覆板块发生变形,沿着增生楔前缘出现不规则的地形凹陷。其次,无震洋脊的俯冲是大型逆冲地震的止裂体,阻碍了南海海槽1944年Mw 8.1和1946年Mw 8.3地震破裂的传播。此外,KPR和热的、年轻的四国海盆的俯冲会导致俯冲板片熔融,在日本岛弧上出现埃达克质岩浆活动,并为斑岩铜金矿床提供成矿物质。地球物理和地球化学特征的差异表明尽管IBA已经和日本岛弧发生碰撞,但作为IBA的残留弧,KPR仍然处于俯冲阶段,与日本岛弧之间有明显的地形分界,呈现单向收敛的状态。     

俯冲带板间地震活动的热-力学特征

地震广泛发生于板块的汇聚边界,并表现出多样性。全球多数8级以上和所有9级以上的地震都发生在板块界面即俯冲断层,此类板间地震及其引发的海啸会给人类社会带来巨大的灾难。本文聚焦于孕育此类大地震的地震带及其下方的慢地震带区域,阐述断层热-力学在研究地震活动过程中发挥的重要作用和潜在的应用。在目前对地震发生时间尚无法有效预测的前提下,了解地震发生的地理位置和最大震级对防震减灾工作尤为重要。俯冲断层的热-力学特征可以:(1)借助岩石学特征,圈定大地震发生的上下边界,估算潜在发生大地震的震级;(2)借助海底热流和地形观测,确定俯冲断层强度,推断大地震发生的地理位置;(3)借助岩石学特征和地震观测,推断断层流变学特征(脆性摩擦与黏性蠕滑),建立与实测地震的对应关系,如地震带与其下方的慢地震带分别对应着两段相互分离的脆性摩擦区域。以上研究都离不开热流观测对研究结果的约束,然而目前对俯冲带的热流观测还相对不足。西太平洋周边拥有多个典型俯冲带,开展这些区域特别是马里亚纳俯冲带的热流观测是研究俯冲断层热-力学的重要依据和补充。     

东海陆架盆地南部构造演化及对油气的控制作用

通过对东海陆架盆地形成的动力学机制研究,分析了动力学机制控制下的盆地南部构造演化特征,提出构造演化对油气成藏的四个控制作用：（1）构造运动控制了盆地演化阶段与凹陷结构;（2）构造运动控制了盆地沉降中心迁移与地层分布;（3）构造运动决定了油气成藏关键时期和油气分带的差异性;（4）构造运动控制了油气聚集与分布。构造运动是盆地演化及油气成藏的主导因素,盆地构造演化结合油气地质综合研究是东海陆架盆地南部油气勘探工作的重点。     

Betic-Rif造山带建造与西地中海地球动力学——从Alboran构造域和外Rif构造带的构造与变质演化研究中得到的认识

位于地中海西端的Betic-Rif造山带一直存在广泛的争论的问题。我们把从Rif获得的最新的构造、变质以及年代学资料整合进整个Betic—Rif造山带的资料中,以便对其构造演化以及西地中海地球动力学进行精细研究。     

俯冲板片熔融柱的数值模拟:上覆板块破坏及动力地形效应

洋壳俯冲过程中温度、压力升高和密度差异,可导致俯冲板片熔融柱的快速上涌,并作用在上覆板块岩石圈地幔底部,从而导致岩石圈的破坏减薄以及地表形态的剧烈变化,该过程类似于地幔柱对岩石圈的破坏作用。目前,对于俯冲板片熔融柱的形成及其对岩石圈破坏程度的研究相对较少,特别是地表动力地形变化与深部岩石圈破坏作用之间的响应关系依然不清楚。为此,本文将利用I2VIS有限差分方法,基于质量守恒方程、动量守恒方程以及能量守恒方程,通过给定材料参数和一定边界条件,计算揭示俯冲洋壳在不同时间和不同深度下发生部分熔融并形成俯冲板片熔融柱的过程,从而模拟再现该熔融柱对上覆板块岩石圈的破坏过程,并进一步分析其导致的浅部地表地形变化响应。数值模拟结果显示,在大洋板片俯冲过程中,由俯冲的陆源沉积物以及洋壳形成的混合熔融柱垂向侵蚀岩石圈底部,造成岩石圈减薄。在熔融柱的横向侵蚀过程中,岩石圈地幔熔融范围增加,可达300 km。在地形变化方面,板块俯冲造成大陆前缘受挤压变形,引起构造变形,构造变形范围可达300 km。同时,与俯冲相关形成的熔融柱对岩石圈地幔底部的侵蚀作用逐渐增强,动力地形变化幅度增大,并持续抬升,最终可垂向抬升至4 km。动力地形的变化范围局限在300 km以内,这与岩石圈地幔的破坏范围保持一致。     

俯冲区气液流的监控

在俯冲区,俯冲和仰冲板块之间的物质循环研究是必需的,首先是为了解发生在震源区,特别是当它们发生在岩石圈不深处(小于50 km),并成为破坏性地震和海啸的成因时。有利于研究这些作用过程的地区之一,就是尼加拉瓜和哥斯达利加之间沿着中美洲分布的俯冲区。在该区,俯冲的科科斯海     

中国东部苏鲁造山带的印支期俯冲极性及其造山过程

中国东部的苏鲁造山带印支期先后经历了大洋消减俯冲、大陆碰撞、陆壳深俯冲、陆内造山等复杂过程。综合苏鲁造山带的构造地质学、岩石学、岩相古地理学、年代学进展,发现以下事实用传统的华南向华北俯冲难以解释：(1)徐淮地区形成了明显的朝北西拓展的逆冲构造变形,此外,苏鲁造山带中还存在大量的北西向逆冲推覆构造;(2)苏鲁造山带中出露的白垩纪花岗岩中来自古元古代的继承锆石,以及Sr、Nd、Pb同位素示踪结果都显示与华北地块南缘地质体更为相似;(3)苏鲁造山带北侧的胶莱盆地以及胶北隆起缺乏晚古生代到中生代的弧后火山岩证据;(4)华北南缘三叠纪时期的古地理环境更接近被动大陆边缘。基于这些事实,本文认为,晚古生代-早三叠世早期苏鲁段的商丹洋可能向南东俯冲,不同于秦岭-大别段的商丹洋向北俯冲,消减到秦岭-大别微陆块苏鲁段之下,发生华北地块与该微陆块的拼合,华北地块整体向南东楔入秦岭-大别微陆块,导致大别-苏鲁超高压岩石垂向折返剥露;中三叠世-晚三叠世,勉略洋自东向西的剪刀式闭合,华南地块向北秦岭-大别微陆块俯冲拼合,并逐渐将华南地块与华北地块之间的秦岭-大别微陆块向西、向北侧向挤出,到了中生代华北地块持续向南东俯冲并楔入华南地块,将苏鲁-大别造山带沿郯庐断裂错断并最终形成该区总体构造格局。     

雅浦俯冲带北段地球物理场及构造活动性分析

雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端均受加罗林岛脊俯冲影响,但是二者的地球物理特征存在显著差异。通过分析雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带的地球物理特征,对比了二者之间的海底地形、重力异常、地震活动和应力场等特征。结果表明：(1)雅浦海沟北段外缘发育垒堑构造带,马里亚纳海沟西南端加罗林岛脊俯冲区域水深明显变浅,加罗林岛脊俯冲最前端形成凹角。(2)雅浦岛弧北段和马里亚纳岛弧西南端加罗林岛脊俯冲区域高布格异常值反映了强烈的构造侵蚀可能导致火山弧地壳缺失,岛弧之下高密度物质上涌。(3)雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端地震活动性弱并且缺乏高震级地震,说明加罗林海脊岛脊的俯冲阻塞降低了俯冲带的构造活动性。马里亚纳俯冲带西南端存在少量的中源地震,表明该区域板片俯冲深度比雅浦俯冲带北段更深。(4)马里亚纳俯冲带西南端的地震存在更多的走滑分量,与加罗林板块的倾斜俯冲、加罗林岛脊的倾斜碰撞有关。(5)加罗林岛脊相对于海沟走向的俯冲角度是造成雅浦俯冲带北段和马里亚纳俯冲带西南端的地球物理特征存在差异的主要原因。     

应用新技术监测重点倾废区的环境变化

到1997年5月,我国各海区正在使用的试验倾废区、临时倾废区已经达到54个。1985年～1986年和1991年～1992年,有关部门曾2次组织对倾废区进行调查,调查结果显示,疏浚物是我国海洋倾废的主要废弃物之一,疏浚物的倾倒已经对海洋环境造成了一定程度的危害。 对废弃物倾倒后产生的有害环境影响进行专     

Effect of Berm Width and Elevation on Irregular Wave Run-Up

This paper discusses the effect of berm width and elevation of composite slope on irregular wave run-up. Based on the data obtained from model tests, the formula and distribution of irregular wave run-up on composite slope are derived. The changing of wind speed, width and elevation of the berm are considered comprehensively. The wave run-up with various exceedance probability can be es-timated utilizing the distribution curves of irregular wave run-up.     

Dependence of Wave Height Distribution on Spectral Width and Wave Steepness

In this paper experimental wind wave data are analyzed. It is found that differences in spectral width will give rise to differences in wave height distribution. The effect of spectral width on the distribution is mainly in the high wave range. The effect of wave steepness is in low, medium and high wave ranges. In the high wave range the effect of spectral width is comparable to that of wave steepness. Differences in spectral width in the observations may give rise to discrepancies in the result when wave steepness is the only parameter in the distribution.     

浅析海南岛海岸带的有效保护与合理利用

海岸带的有效保护与合理利用已经成为沿海地区可持续发展的重要途径。文章在回顾海南岛海岸带保护利用研究的基础上,梳理取得的成效和存在的问题,阐释海岸带有效保护与合理利用的重要意义;基于海岸地质和海岸动力对海岸线的控制机理,深刻剖析海南岛海岸带独特而脆弱的生态特征、人类活动影响以及丰富的旅游资源,揭示海岸动力过程和海岸带的重要性以及大气、海洋、陆地如何相互作用;提出海南岛海岸带有效保护与合理利用的新概念,构建海南岛海岸带有效保护与合理利用的顶端战略模型。为促进海南岛海岸带的有效保护与合理利用,必须以生态平衡为本,加强对海岸动力过程的调查研究,科学评估旅游地的承载能力,适时开展资源数据挖掘与监测预警,启动海南岛海洋类世界自然遗产申报及建设工作,探索以“立法先行、统筹规划、宏观调控、科学支撑、财力保障、统一管理、公众参与” 为核心的“海南模式”。     

利用高通量测序技术分析鱼菜共生池塘的真菌多样性和群落结构

本文采集了位于新疆水生野生动物救护中心和乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地的鱼菜共生池塘水样及水培空心菜根系,基于Illumina HiSeq 2500高通量测序平台对上述样本的宏基因组ITS基因序列进行了测定和分析。在6份样品(4份水体样品、2份根系样品)中,共检测到78348条平均长度为256 bp的有效序列,这些真菌包括了6个门、25个纲和72个目。不同地点、不同样品类型间的真菌微生物群落存在明显差异,隶属于子囊菌门(Ascomycota)锤舌菌纲(Leotiomycetes)白粉菌目(Erysiphales)白粉菌科(Erysiphaceae)的菌群为根系样品所特有。乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地鱼菜共生池塘的空心菜根系真菌的Alpha多样性指数均最高,相应的对照池塘真菌多样性组成则最低。Beta多样性指数表明,乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地水样和新疆水生野生动物救护中心空心菜根系真菌组成差异最大。从蔬菜长势情况来看,乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地鱼菜共生池塘明显好于新疆水生野生动物救护中心,推测其原因为:前者水体中真菌种类和数量较多,特有菌类(如石黄衣、酵母菌)能够改善水质、提供动植物生长繁殖的养分。     

海岸带边坡防浪林消浪理论与实验研究

在海岸边坡上种植防浪林是一种新的护岸形式,应用理论分析和模型实验对其进行了初步研究.建立波浪在斜坡上传播的控制方程及边界条件,应用摄动理论求解非线性解,得到了一阶精确解和二阶近似解.在模型实验中,确定几何比尺为 1∶10,选取桧柏树枝作为防浪林模型,根据量纲分析,确定的主要影响因素是海岸边坡坡度、波高、波周期、水深与防浪林树宽.实验结果表明,防浪林宽度与岸坡坡度对消浪效果影响较大.     

无人机遥感在海岛海岸带监测中的应用研究

目前的卫星遥感和航空遥感已不能满足海岛海岸带监测中不断提高的现势性和分辨率的要求,而具有高灵活性、高时效性、高分辨率、低成本的低空无人机遥感则能很好地满足其要求.基于此,利用无人机遥感系统的优点,本文归纳总结出了无人机遥感影像获取和处理的一般流程,并通过海岛（田横岛）及其海岸带监测的应用实例,展示了无人机遥感在海岛海岸带监测应用的可行性,进而能够实现海岛海岸带地区大比例尺的地形测绘.