中朝地台东北缘及邻区岩石层壳幔结构比研究

基于中朝地台东北缘及邻区的综合地球物理资料 ,参考最新研究成果 ,编制了该区 0 .5°×0 .5°壳 -幔结构比值R等值线图 ,明确了该区R值分布与构造分区 ,表明R值变化特征与地震活动的关系 :地壳、岩石层厚度分布与地震活动的强度、频度无确定性关系 ;R值梯度带即岩石层变形带 ,可作为构造分区的参考依据 ;高R值强转折梯度带很可能是岩石层的剧烈变形带 ,多对应于地震高强度、高频度活动区 ;R值可作为地震区划、地震危险性评定、潜在震源区划分的值得参考的量化依据。     

火成岩构造组合与壳-幔成矿系统

讨论了火成岩构造组合,指出不能单纯地运用化学图解,强调要结合岩相学、岩石组合特征研究,要注意区分区域与局部的构造环境。指出双峰式火成岩组合的确切含义是指缺乏中性成员,而不单看化学图解的几何形态,讨论了伸展与挤压对双峰式和钙碱性火成岩组合的可能约束。指出由蛇绿岩套再造的古构造历史可能是残缺的,结合弧火成岩的厘定可在某些方面弥补这个不足,讨论了弧火成岩组成极性形成的可能原因。讨论了大陆碰撞造山带的火成岩构造组合类型及其在再造造山带的边界性质、造山带演化历史中的重要意义。指出大陆裂谷带的火成岩常呈组成对称的水平分带,而不同于弧火成岩的组成极性。讨论了岩浆构造热事件及其序列的重要意义,提出大陆碰撞造山带具类似于变质作用的顺时针演化的事件序列,而大洋俯冲造山带则具反时针演化的事件序列。最后,强调并讨论了“壳幔岩浆流体成矿系统”的科学命题,提出从壳幔这个大系统来考察成矿作用是很重要的     

福建境内壳幔成分和岩石圈构造的演化与成矿作用的关系

在对福建地区最新的地质、地球物理、地球化学成果进行综合研究认为：1.福建境内壳幔的成分有在时间上随不同构造期而演变的趋势。2．地幔作用的活动区有在空间上随不同构造期而迁移的趋势。3．岩石圈内的拉张和挤压作用在时间上交替发生，在空间上则于相邻地块间呈反向对应互补性。4．岩石圈处于拉张为主时，地幔作用活跃，形成以亲铁相亲硫的铁、铜、金、铅、锌、银等金属矿床为主；岩石圈处在挤压状态时，以地壳作用为主，形成亲氧的钨、锡、稀有、稀土等金属矿床。     

华北克拉通构造活化的动力学机制与模型

在分析现有华北克拉通构造活化动力学机制研究成果和资料的基础上,简要讨论了两类可导致华北克拉通减薄的动力学机制:"热侵蚀"减薄机制和"拆沉"减薄机制。指出了与这两类动力学机制所相应的科学理论,即Rayleigh-Benard非稳定性理论和Rayleigh-Taylor非稳定性理论。考虑到这两类科学理论的局限性,建议采用孔隙波在大陆岩石圈内传质传热模型描述华北克拉通构造活化动力学机制的量变过程(即能量积累过程),同时进一步完善和修正现有的Rayleigh-Benard非稳定性理论和Rayleigh-Taylor非稳定性理论,为实现在空间和时间上定量化重现华北克拉通构造活化动力学过程的数值仿真创造必要的条件。     

壳幔物质与深部过程

文章对深部物质与过程的研究方法作了概述,对克拉通岩石圈根（或大陆根）的形成提出初步论证,并对造山带和裂谷带的深部状态作了进一步讨论。认为大陆根的形成主要完成于太古宙与古元古代时期,岩石圈地幔是分离出陆壳后的强亏损橄榄岩（贫Ｆｅ,Ａｌ,ａｌｋ,挥发份）,其低密度支撑的巨大浮力是克拉通构造上长期稳定的根本原因。提出青藏—喜马拉雅造山带可识别出三个类型的岩石圈：帕米尔型岩石圈冷根,念青唐古拉型相对薄的岩石圈和羌塘型温度相对高的岩石圈,可能分别代表碰撞造山的早期相、中期相和晚期相。提出地幔热柱可能有三种类型,分别来自４００ｋｍ界面、６７０ｋｍ界面和核幔边界,对地幔热柱的识别作了概述,指出与造山带有关的岩浆活动不是地幔热柱在地表的表现,讨论了岩石圈减薄速率的类型及其对环境的长期效应。     

地震动力学:震源分布与岩石圈流变特性(英文)

地震震源分布强烈依赖于构造环境的温度和压力条件。震源机制可使大陆地壳脆性-韧性转换带(下部稳定性过渡边界)的温压条件复杂化。该过渡边界伴随速度弱化作用(有震活动)向速度强化作用(无震活动)的转化。在岩石圈流变和壳幔动力学的基础上研究了与板块边界有关的地震活动,包括板缘地震和俯冲板片地震。俯冲带板缘地震的深度分布受约于脆性摩擦动力机制,而摩擦剪切机制不能满意地解释深震活动,包括俯冲板片地震。这是因为深震震源机制可能与高压、高温条件下的固一固相变有关,而用脆性破裂或摩擦作用来解释就不近合理。以理论与实验研究为依据,本文对与震源物理和震源分布有关的岩石圈流变特性进行了较为深入的论述。     

中国东部壳-幔、岩石圈-软流圈之间的相互作用带：特征及转换时限

中国东部中—新生代,下部岩石圈存在壳与幔、岩石圈与软流圈两个相互作用带,它们是重要的岩浆源区,在层圈相互作用中,热和物质的交换及其动力学过程是引起中、新生代岩石圈内部层圈间的厚度调整、岩石圈不均匀减薄以及区域构造-岩浆-成矿作用的重要机理。大陆内部的壳-幔作用有3种类型:地幔来源的底侵熔体与下地壳的作用;下地壳拆沉进入弱化(weakening)了的岩石圈地幔二者发生的作用以及陆-陆碰撞深俯冲带的壳-幔相互作用。它们形成的火山岩组合有一定的差别,但源区都含有地壳组分。岩石圈-软流圈的作用带也是重要的岩浆源区,源区是以软流圈地幔为主,基本不含地壳组分。东部岩石圈的减薄时间大体与出现大规模软流圈来源的玄武岩喷发的时间一致,也与上述两类层圈作用转换的时间一致,大约在100Ma以后。     

胶东地区壳-幔作用与金成矿效应

胶东矿集区的形成、演化受地幔剪切带和深部流体控制,壳-幔作用和地球动力体制转换是成矿物质活化→运移→聚集→成矿的基本动力学保障,构造应力场转换是其重要表现形式。郯庐断裂是深切地幔的成熟岩石圈断裂,是富含地幔流体的幔内剪切带,其内发生流体-热-化学-物理耦合,决定了胶东矿集区的形成与分布规律,其剪切深熔作用是成矿物质活化、运移的重要驱动力,是成岩成矿作用发生的根本原因之一。地幔流体通过壳-幔相互作用,形成碱交代热液,沿郯庐断裂带向上发散、运移,将含矿流体系统输运到更高的层位,为流体成矿作用提供了矿源。胶东金矿集中区为相对于周边的地幔隆起区,金矿床产于莫霍面的梯度变化处或变形部位,凹陷区局部隆起部位金的成矿强度明显小于其它地段。超大型矿床决定于超大型碱交代岩规模和深部流体活动强度及成矿元素的高效富集效应,在早期剪压体制下,流体组分、成岩组分和成矿组分大量交换运移;晚期剪张体制下,热液析出、交代作用和成矿作用易于发生。     

中国华南活化区历史-动力学的初步研究

强调了中国大陆活化区动力学研究的理论创新意义和指导找矿、预测的经济价值。指出采用历史-动力学综合分析和注重四维时、空并重研究,对中国大陆活化区动力学历史背景和阶段性发展、演变研究的必要性。文中以中国华南中、新生代活化区为例,从大陆活化构造体制岩石圈的地质-地球物理场背景和动力学边界特点,及其活化解体前“活化前奏”的地质表现,中、新生代大陆活化构造演变的地质、构造表现和运动学-动力学特点及热-构造作用过程的地质-地球物理场特征等方面,指出大陆活化是热-构造对克拉通岩石圈深、浅部进行改造、再造的动力作用过程。各种地质记录和信息均显示,在地幔热能大规模聚集驱动下,热异常软流圈主动上涌的热侵蚀、转换,具有垂向为主兼有二维平向的三维运动学-动力学和时间维的阶段性演变,是大陆活化区动力学及其构造应力场的基本特性。     

华北地区三类岩石圈的壳幔岩石学结构与化学结构及其大陆动力学意义

根据地质和地球物理特征表现出的岩石圈不连续，华北地区可区分出鄂尔多斯克拉通型、燕山-太行造山带型和华北平原裂谷型三类岩石圈。依据岩石学方法、壳幔演化模型、造山带形成过程以及地震波速与岩石化学成分之间的关系，建立了华北地区三类型岩石圈的壳幔岩石学结构和化学结构，讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质结构、地壳和岩石圈地幔厚度的地质含义、岩石圈不连续在划分岩石圈单元中的作用及不同类型岩石圈形成的大陆动力学意义。     

拆离构造动力学与地洼理论

拆离构造是当前地学中的研究热点,对其研究具有重要的理论与经济意义。在20世纪90年代初,笔者应《铀矿地质》编辑部之约,以“拆离构造理论与找矿实践”命题分八个方面在“铀矿地质”期刊断续刊登,其内容涉及:(1)拆离构造在我国研究的新进展;(2)拆离构造概念的演化与地球圈层;(3)拆离构造基本含义与相关构造术语;(4)拆离构造形成的动力学讨论;(5)拆离构造的厘定和鉴别;(6)拆离构造的研究方法;(7)拆离构造控矿理论与找矿;(8)拆离构造研究展望。本文仅就拆离构造的动力学机制研究和地洼理论在拆离构造动力学研究中的应用作简要论叙,并以此草文敬献陈国达院士九十华诞以兹纪念。     

地洼学说的理论结构和发展纲领

地洼学说(活化区理论)自1956年诞生以来,经受过35年的实践检验,已发展成为包括五个组成部分和两个衍生学科的理论体系。它的理论结构是以第一个组成部分,即大陆地壳中发生于地台阶段之后,与地槽区不同特征的一种新型活动区—活化区即地洼区概念为内核,保护层为其余的组成部分和衍生学科,即地壳动定转化递进说、递进(地洼)成矿理论、壳体概念和地幔蠕动热能聚散交替假说,以及构造地球化学和成矿构造学。 地洼学说是属于作者建立的“历史—因果论大地构造学”范畴,它的发展纲领应是运用“历史—动力综合分析法”的研究方法,贯彻理论实践并重和切合生产需要的学术路线,采用充实和加固内核以及调整某些保护层的方式,按照自我完善与学百家之长相结合的原则,研究领域包括学说本身的进一步发展和运用它以解决实际问题。 内核的充实和加固包括两个方面;(1)理论方面的研究,例如地洼区的鉴别依据、类型划分、形成时代、分布地区、地壳运动等方面的问题。(2)实用方面的研究,例如运用区域地质、成矿规律及找矿预测、地热、水文地质、地貌、新构造等方面的问题。     

地洼学说的理论结构和发展纲领

地洼学说(活化区理论)自1956年诞生以来,经受过35年的检验,已发展成为5个组成部分和2个衍生学科的理论体系。它的理论结构是以第一个组成部分,即大陆地壳中发生于地台阶段之后、特征与地槽区不同的一种新型活动区——活化区即地洼区概念为内核。保护层为其余的组成部分和衍生学科,即地壳动定转化递进说。递进(地洼)成矿理论、壳体概念和地幔蠕动热能聚散交替假说,以及构造地球化学和成矿构造学。 地洼学说是属于作者倡议建立的“历史—因果论大地构造学”范畴。它的发展纲领应是运用“历史—动力综合分析法”的研究方法;贯彻理论实践并重和切合生产需要的学术路线;采用充实和加固内核以及调整某些保护层的方式;按照自我完善与学百家之长相结合的原则,研究领域包括学说本身的进一步发展和运用它以解决实际问题。 内核的充实和加固包括两个方面:(1)理论方面的研究,例如地洼区的鉴别依据、类型划分、形成时代、分布地区、地壳运动等方面的问题。(2)实用方面的研究,例如用于区域地质、地貌、新构造、地震等方面的问题。 关于保护层的加强和扩大,主要有如下的工作:(1)地壳动定转化递进说——在理论方面为适用范围的检验,地壳发展按照动定转化规律的原因、超越发展阶段问题、可逆发展问题及哲学思维方法等的?     

中国海城地震与地壳上地幔异常结构

通过海城及其邻区深部地球物理方法的综合探测,不仅揭示了海城地震区的地壳上地幔结构存在若干引人注目的异常,而且还发现震源分布与这些异常的某些特殊部位密切相关.本文论述了震源与异常的关系,并对其进行了解释.     

辉绿岩脆-塑性变形转化的高温高压实验研究

以天然叶腊石为传压介质, 在温度800~100 0℃、围压0.6~1.0 GPa和应变速率10-4~10-5 s-1条件下, 对Maryland辉绿岩的脆性-塑性转化进行了实验研究.实验结果表明, 在10-4~10-5 s-1应变速率和固定围压1.0 GPa条件下, 当温度低于800℃时, 岩石变形为典型脆性破裂; 温度高于1000℃时岩石变形以准稳态蠕变为主; 温度在800~950℃之间, 岩石变形从脆性破裂向准塑性流动转化.温度变化对岩石脆-塑性转化影响敏感度高于压力变化对变形的敏感度.显微构造观察显示, 辉绿岩脆-塑性转化以稀疏弥漫状共轭塑性流动网络为特征.      

渤海湾盆地中、新生代岩石圈热结构研究

本文以浅部沉积盆地热历史恢复结果为基础,结合地热学的有关理论计算得到渤海湾盆地中生代以来不同地质时期壳幔热流配分及莫霍面温度。结果显示,渤海湾盆地在早白垩世晚期和古近纪中晚期达到两次地幔热流与地表热流之比高峰,其两期地幔热流占地表热流比例都超过65%。莫霍面温度在早白垩世晚期、古近纪中晚期及新近纪早期(仅在临清坳陷、沧县隆起和冀中坳陷)出现3次高峰,其温度分别为900～1100℃、820～900℃和770～810℃。本文的研究不仅揭示出白垩纪是渤海湾盆地岩石圈热结构的重要转型期,即由三叠纪和侏罗纪的"冷幔热壳"型转变为白垩纪以来的"热幔冷壳"型的岩石圈热结构,还揭示出渤海湾盆地在早白垩世晚期和古近纪中晚期发生两期强烈的构造裂陷作用。因此,本文的研究可以为中国东部大陆岩石圈地球动力学的研究提供地热学参数。     

局部重磁场源全方位成像理论概要(续)

作者近年来首创了"复杂条件下局部重磁场源全方位成像"理论体系。在本文中,概要阐述该理论体系中下延有限二度体复重磁场级数正演通式、复场模值全方位延拓和全方位反演等。