上地幔低速高导层成因的探讨-水和熔体的作用

上地幔中广泛存在低速高导层,对这些低速高导层成因的研究可以帮助我们了解上地幔物质的组成、分布以及地幔动力学过程.目前,地球科学家把上地幔低速高导层的主要成因归结为水或熔体的作用.本文主要介绍了水和熔体在上地幔中的赋存状况、对地震波速的衰减作用以及对电导率的影响.最后本文评述了含水模型和含熔体模型,并对电导率研究进行了展望.     

上地幔岩石的电性一温度依赖关系研究

大地电磁方法是地球物理电法的一个主要分支,目前已被广泛地用于深部地质构造的研究中.通过大地电磁方法获得地下介质电阻率(或电导率)参数的空间分布可为我们推断深部地质构造从电性的角度提供依据.而这种推断成立的基础主要建立在电性参数与其他物理参数之间广泛而深刻的内在联系上.其中,电性与温度之间的依赖关系因其在深部作用过程中所...     

昆仑山脉和喀喇昆仑山脉地区的地壳上地幔电性结构特征

本文简介从新疆叶城至西藏狮泉河的大地电磁测深剖面．它北起塔里木盆地,横跨昆仑山脉和喀喇昆仑山脉地区到冈底斯西段,全长８００余公里．探测结果表明,不同测点的地壳内部有的有两个低阻层,有的则只有一个低阻层,壳内第１低阻层的埋藏深度约１０－３５ｋｍ,第２低阻层的埋藏深度约３０－６５ｋｍ。在南昆仑缝合带以南,壳内低阻层的埋藏深度有从南向北不断加深的趋势;而在其以北的壳内低阻层的埋藏深度则与此相反．上地幔第１低阻层的埋藏深度约在１００－１５０ｋｍ之间,第２低阻层的埋藏深度约在３５０－５５０ｋｍ之间．     

昆仑山脉和喀喇昆仑山脉地区的地壳上地幔电性结构特征

本文简介从新疆叶城至西藏狮泉河的大地电磁测深剖面．它北起塔里木盆地，横跨昆仑山脉和喀喇昆仑山脉地区到冈底斯西段，全长８００余公里．探测结果表明，不同测点的地壳内部有的有两个低阻层，有的则只有一个低阻层，壳内第１低阻层的埋藏深度约１０－３５ｋｍ，第２低阻层的埋藏深度约３０－６５ｋｍ。在南昆仑缝合带以南，壳内低阻层的埋藏深度有从南向北不断加深的趋势；而在其以北的壳内低阻层的埋藏深度则与此相反．上地幔第１低阻层的埋藏深度约在１００－１５０ｋｍ之间，第２低阻层的埋藏深度约在３５０－５５０ｋｍ之间．     

河北廊坊-天津大港剖面地壳上地幔电性结构特征

在河北廊坊-天津大港一线部署了110 km的MT勘探剖面,通过资料远参考与Robust估算处理及反演解释,对剖面的构造维数及构造方向做了分析;揭示了冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷三个不同构造单元及边界接触关系;对地壳、上地幔电性构造层进行了划分和分析。MT成果显示岩石圈体现为纵向分层、横向分块的特征;沧东及大城断裂是区内重要的深大断裂,控制了隆起两侧坳陷的沉积和形成;断裂深部对应上地幔高导层的局部隆起,两侧存在中下地壳高导层的错动。     

京津唐渤和周围地区地壳上地幔电性结构及其与地震活动性的关系

京津唐渤及其周围地区是我国的强烈地震活动区之一。自1976年以来,我们在该区开展大地电磁测深工作,完成了近30个测点。所得结果表明,本区壳内存在高导层,与地震方法确定的壳内低速层一致。平原内上地幔高导层埋深50-80公里,山区大于100公里,与地震方法确定的上地幔低速层基本一致,同时与大地热流测量、居里等温面计算和对新生代玄武岩地球化学研究结果基本吻合。本区绝大多数地震位于壳内高导层之上,强烈地震主要发生在上地幔高导层隆起的边缘。最后讨论了本区强震活动与壳内和上地幔高导层的关系。     

京津唐渤和周围地区地壳上地幔电性结构及其与地震活动性的关系

京津唐渤及其周围地区是我国的强烈地震活动区之一。自1976年以来,我们在该区开展大地电磁测深工作,完成了近30个测点。所得结果表明,本区壳内存在高导层,与地震方法确定的壳内低速层一致。平原内上地幔高导层埋深50—80公里,山区大于100公里,与地震方法确定的上地幔低速层基本一致,同时与大地热流测量、居里等温面计算和对新生代玄武岩地球化学研究结果基本吻合。本区绝大多数地震位于壳内高导层之上,强烈地震主要发生在上地幔高导层隆起的边缘。最后讨论了本区强震活动与壳内和上地幔高导层的关系。     

基于电性结构模型的青藏高原东缘上地幔热结构研究

研究青藏高原东缘地区的深部物质结构对于理解青藏高原的隆升及扩张机制具有重要的科学意义.本文将青藏高原东缘实测大地电磁测深剖面反演所得的岩石圈电性结构模型与高温高压岩石物理实验测得的上地幔矿物和熔融体导电性定量关系相结合,通过Hashin-Shtrikman（HS）边界条件建立上地幔电导率与温度、熔融百分比等参数的定量关系,在此基础上计算得到了青藏高原东缘上地幔热结构及熔融百分比分布模型.研究结果表明在青藏高原东缘地区通过大地电磁测深方法所探测到的上地幔低阻体可以解释为由高温作用所产生的局部熔融区域.其中,松潘—甘孜地块上地幔高导体对应的温度介于1300~1500℃之间,熔融百分比可高达10%,支持前人将松潘—甘孜地块内部的低阻体解释为局部熔融的观点.龙门山断裂带以东、四川盆地西缘的上地幔高导体温度介于1200~1400℃之间,熔融百分比介于1%~5%左右,表明扬子克拉通的西缘可能正在经历一定程度的活化作用.龙门山断裂带下方的上地幔高阻体温度介于1100℃附近,基本没有发生局部熔融,具有较冷的刚性块体特征,与该区域频发的地震活动相吻合.四川盆地东部的扬子上地幔温度介于800~900℃之间,没有发生局部熔融,符合古老稳定的克拉通块体的基本特征.

     

上地幔电导率-温度关系及在大地电磁测深法中应用综述

上地幔热结构的研究对探索地球内部物质状态和岩石圈形成演化过程, 评估自然资源的存储状况, 监控火山区岩浆活动从而降低自然灾害风险等有着重要的意义.本文概述了基于不同岩石物理学高温高压实验得到的上地幔矿物电导率-温度关系.通过分析并对比前人的实验结果, 讨论了不同实验得到的同一矿物的电导率-温度经验关系中参数差异产生的原因.大地电磁测深法(MT)以其探测深度大, 受浅部高阻体影响较小且对低阻体分辨率较高等特点, 在研究壳幔电性结构、热状态和地球动力学机制中得到了广泛的应用.以MT得到的上地幔电阻率模型为基础, 结合岩石物理学实验标定的矿物电导率-温度经验关系, 建立上地幔的温度和熔融百分比模型, 这项工作在研究上地幔热状态中起着不可或缺的作用.笔者总结并讨论了前人以MT方法获得电性结构为基础, 利用电导率-温度经验关系评价上地幔热状态的应用实例, 并对未来的研究工作做了展望, 同时对其可行性做了评估.

     

On the high conductive layer near the Moho and the transitional zone between the crust and mantle in Tianshui region

ＯｎｔｈｅｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｌａｙｅｒｎｅａｒｔｈｅＭｏｈｏａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌｚｏｎｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｒｕｓｔａｎｄｍａｎｔｌｅｉｎＴｉａｎｓｈｕｉｒｅｇｉｏｎ林长佑，武玉霞，杨长福Ｃｈａｎｇ－ＹｏｕＬＩＮ；Ｙｕ－Ｘ...     

青藏高原东缘地壳上地幔电性结构研究进展

经过数十年的努力,中国学者针对青藏高原东缘地壳上地幔探测,累积完成超过20000 km的大地电磁测深剖面,取得了一系列重要科学数据和认识,为青藏高原东缘构造格局、地壳上地幔电性结构、地震机制和动力学研究奠定了基础.根据青藏高原东缘的主要构造和断裂分布特征,本文重点对龙门山构造带、川滇构造带和三江构造带三个构造带分区进行研究,主要依据大地电磁探测工作成果和壳幔电性结构特征,系统地对青藏高原东缘地壳上地幔电性结构、与扬子西缘接触关系、汶川地震和芦山地震的电性孕震环境及弱物质流通道等几个方面进行了梳理和分析.一是青藏高原东缘地壳表层岩块和物质沿壳内高导层向龙门山造山带仰冲推覆,表现为逆冲推覆特征的薄皮构造;二是高原东部地壳中下部及上地幔顶部向龙门山造山带和上扬子地块西缘岩石圈深部俯冲,呈现刚性的上扬子地块西缘高阻楔形体向西插入柔性青藏块体的楔形构造;三是将汶川地震和芦山地震的震源投影到大地电磁剖面上,发现震源位于剖面下方的高阻块体与低阻体之间靠近高阻体的一侧,龙门山构造带岩石圈表现出高阻、高密度和高速的"三高"特征,这种非均匀电性结构可能构成地震孕育发生条件;四是川滇和三江地区的多条大地电磁剖面探测结果表明,在青藏高原东缘中下地壳存在下地壳流和局部管道流,大地电磁结果对其空间分布形态、位置及大小进行了较好的刻画.根据研究区壳幔电性结构特征的构造解析和综合实例分析,总结了青藏高原东缘六类壳幔电性结构模型,提出了下一步重点研究领域和目标.总之,青藏高原东缘壳幔电性结构的研究对揭示研究区岩石圈结构和构造格局提供了重要依据,对油气及矿产资源远景评价提供了背景资料,对"Y"型多地震区的构造关系和发震机理研究具有重要指导意义.