塔里木一华北板块的地壳和岩石圈元素丰度

塔里木－华北板块是我国境内最大的岩石圈板块,也是我国最重要的成矿区域之一。给出了本板块的地壳模型和岩石圈模型,并分别计算出本板块的地壳和岩石圈的元素丰度,讨论了本板块的主要丰度特征。     

发生在岩石圈板块边界各过程间的相互关系

发生在岩石圈板块边界各过程间的相互关系Ｂ．Ｅ．Ｘａｎａ王骏译在经典的板块构造学说中，所列举的发生在板块边界的过程被看作是在时间上和空间上都彼此直接相关的：扩张补偿俯冲，俯冲伴随着陆壳的增生，火山作用和弧后扩张，在大陆会聚带的挤压状态下发生碰撞，拉张是...     

塔里木陆块新元古代—早古生代古板块再造及漂移轨迹

塔里木陆块周缘的新元古界地层记录了涉及Rodinia聚合和裂解的构造热事件,但塔里木在Rodinia超大陆中的位置以及在Rodinia裂解后如何运动尚无定论.采用收集的古地磁数据,并结合塔里木西北缘阿克苏地区的野外工作以及塔里木周缘代表性岩石如A型花岗岩、基性岩墙群、大陆溢流玄武岩和双峰式火山岩等的同位素年代学数据,将塔里木陆块从Rodinia超大陆中裂解的时间限制在830～ 700 Ma BP.之后,塔里木陆块随澳洲板块一起加入冈瓦纳大陆.约在450Ma BP,塔里木陆块和澳洲板块发生分离,并快速北漂,最终在晚古生代加入劳亚大陆.新元古代—早古生代,塔里木陆块整体上从北半球较高纬度向南半球漂移,并在奥陶纪向北半球快速回返.     

岩石圈板块的分形分其降维演化

根据分形理论和各板块的面积以及现代大陆各地块面积资料,分别进行了全球岩石圈板块和全球大陆地块自相似笥特征尺度与频度关系的研究讨论。结果表明,现代全球岩石圈板块在特征线度ｒ＝３００～１８００ｋｍ的无标度空间范围内具有分形分布特征,其九Ｄ＝０．７２;现代全球大陆地块在特征线度ｒ＝３００～１５００ｋｍ的无标度空间范围内具有分形分布特征,其分维数Ｄ＝１．１６,比现代全球板块０．７２的分形值高出６１％。进一     

岩石圈向西漂移：旋转拖拽？

岩石圈相对于下伏地幔向西净旋转尚属有争议的现象。首先归因于潮汐的影响,其次是由于地幔对流产生的动力作用所致。尽管对于地壳的向西构造漂移已引起若干地质、地球物理的争议,但这一现象仍很少有人问津。这种差异旋转由以下3种作用引起:(1)岩石圈上的潮汐扭转力产生一种向西的扭动力,使地球自旋速度降低;(2)致密物质向地幔和地核下沉,使惯性减小,地球旋转加速,这仅部分地平衡潮汐的拖拽力;(3)软流圈内有一薄层(3~30km)黏性极低的水道,剪切生热和机械疲劳使其中的1、2条水道长年存在,在岩石圈内形成拆离带。(摘译自《美国地质学会通报》20…     

塔里木—华北板块的地壳和岩石圈元素丰度

塔里木—华北板块是我国境内最大的岩石圈板块,也是我国最重要的成矿区域之一。给出了本板块的地壳模型和岩石圈模型,并分别计算出本板块的地壳和岩石圈的元素丰度,讨论了本板块的主要丰度特征     

中国东部中生代岩石圈演化与太平洋板块俯冲消减关系的讨论

国内外不少学者认为中国东部中生代岩石圈演化与太平洋板块向欧亚大陆俯冲、消减有关,近年来作者从岩石圈-软流层深部地质过程审视中国东部岩石圈演化问题发现,中国东部中生代早期(三叠纪至侏罗纪)岩石圈演化与太平洋板块向欧亚大陆俯冲消减没有直接的关系,它们可能是一种源自中国东部周边东亚洋盆系的一些洋盆向中国东部大陆俯冲消减碰撞造山以及由它们引发的中国东部大陆内的软流层上涌的深部地质作用联合作用的结果。软流层上涌作用自始至终控制着中国东部大陆岩石圈与软流层之间以及壳幔之间的层圈拆离,底侵作用以及岩石圈变形缩短、伸展和岩浆活动。     

岩石圈板块变形物理模拟研究进展综述

岩石圈板块变形物理模拟是对板块构造演化的近似再现,代表了板块构造研究的一种主要方向。自然原型向实验模型的转换是模拟的理论基础,包括原型流变剖面的确定,原型与模型间比例关系的选取,实验模型流变剖面的建立。基于流变剖面的流变模型的结构为实验模型建构不仅提供了几何学、运动学以及动力学等方面的信息,而且在物质材料选取上提供物性方面的指导。文章最后对相关技术进行了阐述,并就华南-华北大陆板块碰撞模拟的关键问题进行了探讨。     

抽拉构造—岩石圈板块重要的运动方式

抽拉构造是继地槽回返、板块俯冲、碰撞造山以后的第三种造山模式，是合理表现大陆构造变形、造山、造盆的新理论，文中简略介绍了抽拉构造的基本特征。     

喜马拉雅及其邻区的重力异常、岩石圈构造与板块动力模型

本文按统一比例尺编制了印度-青藏地区1°×1°重力异常图和地形高程图,并用滑动平均方法得到了本区5°×5°重力异常图。用地改后的1°×1°重力异常,采用组合体模型人一机联作选择法,计算了横跨印度-青藏-蒙古长达4680km的岩石圈剖面,还给出了一个楔形体重力正演公式。基本结果有:(1)MBT、MCT的倾角为10°±5°,ITS、NS、KS的倾角为75°±5°;(2)地壳滑脱面的深度在青藏之下约20km,向高喜马拉雅、MCT、MBT抬升至15km;(3)青藏高原南、北边缘均为岩石圈结构的斜坡带,界面倾角由上向下而增大。在大、小喜马拉雅之下,壳内界面(Ⅰ、Ⅱ)的倾角约12°,Moho倾角为18°,岩石圈底面倾角约36°。在祁连山带所有界面倾角都小于喜马拉雅带,其中壳内界面倾角仅约1°,Moho倾角约2°,岩石圈底面倾角约12°;(4)岩石圈厚度由印度、蒙古向高喜马拉雅和祁连山带逐渐增加,与青藏岩石圈的边缘上翘形成主动俯冲和相对逆冲势态。印度岩石圈厚度(或上地幔顶部低密层埋深)不超过50km,蒙古高原(南)厚约70km,到高喜马拉雅和祁连山下分别增加至145和122km,青藏中心地带(怒江两侧)岩石圈厚135km,向南,北边缘各减小到120和90～102km,在高喜马拉雅和祁连山下面形成25和10km的断差;(5)在青藏Moho之下厚5km的高密薄层和软流层之间有一密     

Deep structure of the Amur lithospheric Plate border zone

Based on the study of the deep Amur Plate border structure, seismogravimetric (density) and geoelectric sections of the plate lithosphere crossing geologically and seismically defined plate boundaries are compiled to construct a three-dimensional model of its lithosphere. The model demonstrates the almost ring structure of the plate with its inner part dipping for 50 km and uplifted fringing. The plate boundary zone consists of orogenic belts (Mongol-Okhotsk, Selenga-Stanovoi, Transbaikal, and Sikhote-Alin) and margins of the Siberian and North China platforms. The plate boundaries are described by mantle diapirism models with a largely bilateral inclined dip of its bordering belts.     

吉林东南部区域地球物理场及岩石圈结构特征

吉林东南部重力场呈现东南低、西北高的场值特征,等值线走向以北东向及北西向为主,航磁异常轴向亦有北东及北西两个方向,反映出老的构造格局与新构造叠加的特点,计算得出的莫霍面及康氏面均为西北深,东南浅。尤其长白地区独特的弧形幔凹以及东西、南北走向的断裂构造,显示出有别于其它地区的形成、演化特征。     

The westward lithospheric drift,its role on the subduction and transform zones surrounding Americas:Andean to cordilleran orogenic types cyclicity

We investigate the effect of the westerly rotation of the lithosphere on the active margins that surround the Americas and find good correlations between the inferred easterly-directed mantle counterflow and the main structural grain and kinematics of the Andes and Sandwich arc slabs.In the Andes,the subduction zone is shallow and with low dip,because the mantle flow sustains the slab;the subduction hinge converges relative to the upper plate and generates an uplifting doubly verging orogen.The Sandwich Arc is generated by a westerly-directed SAM(South American) plate subduction where the eastward mantle flow is steepening and retreating the subduction zone.In this context,the slab hinge is retreating relative to the upper plate,generating the backarc basin and a low bathymetry single-verging accretionary prism.In Central America,the Caribbean plate presents a more complex scenario:(a) To the East,the Antilles Arc is generated by westerly directed subduction of the SAM plate,where the eastward mantle flow is steepening and retreating the subduction zone.(b) To the West,the Middle America Trench and Arc are generated by the easterly-directed subduction of the Cocos plate,where the shallow subduction caused by eastward mantle flow in its northern segment gradually steepens to the southern segment as it is infered by the preexisting westerly-directed subduction of the Caribbean Plateau.In the frame of the westerly lithospheric flow,the subduction of a divergent active ridge plays the role of introducing a change in the oceanic/continental plate's convergence angle,such as in NAM(North American)plate with the collision with the Pacific/Farallon active ridge in the Neogene(Cordilleran orogenic type scenario).The easterly mantle drift sustains strong plate coupling along NAM,showing at Juan de Fuca easterly subducting microplate that the subduction hinge advances relative to the upper plate.This lower/upper plate convergence coupling also applies along strike to the neighbor continental strike slip fault systems where subduction was terminated(San Andreas and Queen Charlotte).The lower/upper plate convergence coupling enables the capture of the continental plate ribbons of Baja California and Yakutat terrane by the Pacific oceanic plate,transporting them along the strike slip fault systems as para-autochthonous terranes.This Cordilleran orogenic type scenario,is also recorded in SAM following the collision with the Aluk/Farallon active ridge in the Paleogene,segmenting SAM margin into the eastwardly subducting Tupac Amaru microplate intercalated between the proto-LiquineOfqui and Atacama strike slip fault systems,where subduction was terminated and para-autochthonous terranes transported.In the Neogene,the convergence of Nazca plate with respect to SAM reinstalls subduction and the present Andean orogenic type scenario.     

The effect of drift on the experimental semivariogram

When nonlinear drift is present, the nature of the bias in the experimental semivariogram estimator of the semivariogram function is determined by the extent and density of the sampling as well as by the drift function itself. The bias caused by drift may affect the interpretation of the experimental semivariogram over its entire range.     

印度大陆板块北漂的动力机制研究

印度大陆板块是一个活化的克拉通板块,其向北漂移并与欧亚板块碰撞过程得到了广泛研究,但其北漂的动力机制则很少被关注。传统上认为是海底扩张造成了印度大陆板块的北漂,但最新的地球物理观测结果却与此相悖。基于地磁场异常特征、古地磁测量和地震勘探剖面等诸多证据的系统分析研究,结果表明印度大陆板块厚度大约40 km,其北漂的动力机制与印度板块南侧深部的岩浆上涌密切相关,大陆板块的漂移是自发驱动的。通过新建立的大陆漂移模型可以合理解释印度大陆板块漂移的动力来源,并合理地解释了印度大陆板块北漂中伴随左旋的深层次动力机制。最后探讨了印度大陆板块在80~40 Ma期间异常高速漂移的根源和东非大裂谷的成因。本研究为大陆漂移模式提供了一个新的动力机制。     

青藏高原岩石圈三维结构及高原隆升的液压机模型

青藏地区可以昆仑断裂和雅鲁藏布缝合线为界分为3个岩石圈地球物理特征各不相同的区域:青海高原、藏北高原和藏南高原。青海高原位于昆仑山脉以北,是重力高和重力低毗连出现的盆山结构。藏南高原位于雅鲁藏布江以南,是印度板块分布的地区,其上是印度板块的陆缘沉积。它的地壳结构是一个向南运动的逆冲推覆系统。INDEPTH反射剖面在藏南发现的主喜马拉雅逆冲断层(MHT)与宽角反射地震扇形剖面得到的T4震相反射面完全吻合。两种地震测深方法得到的结果之间不存在矛盾。T4震相在高喜马拉雅地区没有显示,MHT向南延伸到高喜马拉雅只是一个推论,因而MHT是否为印度板块的俯冲带仍有待于获取新的证据。在昆仑山脉以南到雅鲁藏布缝合带为藏北高原,是广泛发生局部熔融的强流变岩石圈。局部熔融地区呈漏斗状。在藏北广泛存在的深度为15～20km的上部地壳内的低速层是一个最富于流变性能的局部熔融层,它的埋藏深度平坦稳定,可能含大量水质流体。紧挨着上述上部壳内局部熔融层,在藏北岩石圈大范围出现分布不均匀的网状局部熔融。局部熔融体的底部从雅鲁藏布江地区的80km向北逐步加深到200km。漏斗的漏管处位于羌塘—可可西里。藏北局部熔融体的形成是由于印度板块向北运移,受到亚洲板块的阻挡,沿雅鲁藏布缝合带向青藏高原高角度俯冲,在弧后羌塘—可可西里地区产生高热流上升地幔所致。根据卫星重力异常、航空磁测、地震接收函数研究、地球化学资料以及地表地质均揭示,印度板块沿雅鲁藏布缝合带的俯冲仅发生在亚东—唐古拉一线以西的西藏西部。在亚东—唐古拉一线以东,印度板块与西藏块体间仅仅发生碰撞,但没有发生俯冲。高原的整体隆升是由液压效应所造成。青藏高原的隆升像一台液压机。印度板块对青藏俯冲过程中产生的各种应力,通过局部熔融体,传递到地壳深15～20km处的熔融层,在其下形成一个等压面。在这个等压面的驱使下,在低速层以上未被局部熔融的地壳的底部均匀受力,将它们同步向上抬升。高原隆升期后的跨塌,使上部地壳向四周流动。在青海高原,造成毗连阿尔金断裂的一系列由西南向北东方向推动的叠瓦构造。在雅鲁藏布江以南地区,形成一系列向南凸出的弧形逆冲断层。在昆仑山脉与雅鲁藏布缝合带之间,向东的流动便形成上部地壳的滑脱构造。虽然青藏高原的形成是由于印度板块的俯冲,但它的隆升机制不单纯是一个刚体力学问题,更重要的要考虑到流体的作用,简单的用以刚体假设为前提的板块学说去解释高原的隆升机制是青藏高原研究中的误区。西藏高原的深部是一个大热库,西藏热储的开发利用是一个重大的研究课题。     

利用S波接收函数研究下扬子及其邻区的岩石圈结构

下扬子及其邻区位于欧亚板块、太平洋板块和菲律宾海板块的交汇地带,自中生代以来经历了广泛的伸展变形和岩浆活动,其岩石圈结构和性质对深入认识华南块体乃至整个中国东部的显生宙构造演化以及相关动力学过程都具有重要意义。本文使用中国科学院地质与地球物理研究所地震台阵实验室在合肥—金华沿线布设的流动地震台阵数据,通过S波接收函数偏移成像方法对下扬子及其邻区岩石圈的速度间断面结构进行了研究。成像结果显示,主测线下方Moho面深度为32~42 km,岩石圈底界面深度为84~112 km,总体表现为西深东浅,且速度间断面结构与区域构造特征变化趋势相一致。这为下扬子及其邻区岩石圈中生代以来的改造和减薄提供了新的观测证据：华北南部盆地区下方Moho面结构复杂,岩石圈较厚（90~112 km）,表明该区域的改造程度相对较低;下扬子克拉通与华夏块体北缘岩石圈结构特征相似,仅在江南造山带附近Moho面和岩石圈底界面有小尺度变化,表明它们自新元古代拼合以来可能作为一个整体被改造。进一步结合同剖面南段大地电磁测深成像结果,文章对研究区的岩石圈改造提出了与华北地区相似的地幔流模型,郯庐断裂带和江南造山带两侧断裂带等薄弱带在太平洋板块俯冲的作用下,可能成为软流圈物质上涌的通道。     

最新的岩石圈磁场模型及中国磁异常特征的几点认识

介绍了最新的地球磁场模型,包括MF5,NGDC-720和WDMAM。模型MF5是由CHAMP卫星测量得来,它的球谐展开阶次为n=16~100,对应的波长段为400~2500km。模型NGDC-720和WDMAM是综合了卫星磁测、航空磁测、海洋磁测与地面磁测得到数据经过处理后得来,它们有不同的球谐阶次和分辨率。NGDC-720模型是由美国国家地球物理数据中心(The National Geophysical Data Center,NGDC)提供,它的球谐阶次从16阶到720阶,对应于由2500km到56km的波带。M.Purucker博士公布的WDMAM参考模型1是一张分辨率为3′,高度位于WGS84上方5km的磁异常图,它向上延拓后的结果与MF5中的岩石圈磁异常保持一致。作者根据国际上公布的CHAMP、NGDC-720与WDMAM Candidate1的最新数据,绘制了中国及毗邻地区的磁异常图,对中国及毗邻地区明显的大地构造,如造山带,盆地等地区的磁异常特征进行了描述和分析,塔里木、四川、松辽等盆地地区及华北平原部分地区模型中均表现为正异常,西藏高原、天山造山带等地区表现为负异常,而一些深大断裂表现为磁异常高梯度带。通过四川盆地和西藏高原地区三个模型的相互对比,我们发现模型阶次越高,它所反映的磁性体(尤其是浅部地质体)的情况越丰富,不同的是四川盆地的结果随着阶次的增高就越接近航磁结果,而西藏高原随着阶次的增高却和航磁结果差别越来越大。     

Strain rate of the South American lithospheric plate by SIRGAS-CON geodetic observations

A multiyear solution of the SIRGAS-CON network was used to estimate the strain rates of the earth surface from the changing directions of the velocity vectors of 140 geodetic points located in the South American plate. The strain rate was determined by the finite element method using Delaunay triangulation points that formed sub-networks; each sub-network was considered a solid and homogeneous body. The results showed that strain rates vary along the South American plate and are more significant on the western portion of the plate, as expected, since this region is close to the subduction zone of the Nazca plate beneath the South American plate. After using Euler vectors to infer Nazca plate movement and to orient the velocity vectors of the South American plate, it was possible to estimate the convergence and accommodation rates of the Nazca and South American plates, respectively. Strain rate estimates permitted determination of predominant contraction and/or extension regions and to establish that contraction regions coincide with locations with most of the high magnitude seismic events. Some areas with extension and contraction strains were found to the east within the stable South American plate, which may result from different stresses associated with different geological characteristics. These results suggest that major movements detected on the surface near the Nazca plate occur in regions with more heterogeneous geological structures and multiple rupture events. Most seismic events in the South American plate are concentrated in areas with predominant contraction strain rates oriented northeast-southwest; significant amounts of elastic strain can be accumulated on geological structures away from the plate boundary faults; and, behavior of contractions and extensions is similar to what has been found in seismological studies.     

印度板块向欧亚板块俯冲碰撞的新模式及其对青藏高原构造演化的影响

青藏高原南部与北部的断裂带走滑方向不同,断裂带在高原东、西两侧的展布规律和构造运动方式也存在极大的差异。通过高原南缘横向地球物理特征的对比,发现该地区东、西两侧深部岩石圈结构存在明显不同,表明印度次大陆向欧亚大陆俯冲碰撞的方式和强度在横向上差异明显。在充分利用高原地质研究最新成果的基础上,提出印度次大陆向欧亚大陆碰撞前地壳增厚及斜向碰撞是造成上述地质现象的根本原因,并由此对青藏高原构造演化的一些特点作了新的解释和探讨。