印度洋中部岩石圈多期褶皱作用的迹象

印度洋中部的大洋岩石圈由于与板块边界地形有关的压应力十分集中以及印度与亚洲的持续碰撞等原因已经发生了系统的变形。变形主要有两种空间形式 :①大洋岩石圈和上覆沉积物的长波长（１００～３００ｋｍ）褶皱作用 ,②５～２０ｋｍ宽的断块的逆断裂作用。ＯＤＰ１１６航次站位测出了变形导致的一个大的构造不整合的年代 ,表明印度洋中部岩石圈的主要变形时期开始于８．０～７．５Ｍａ（１１６航次船上科学工作组 ,１９８７ ;Ｃｏｃｈｒａｎ，１９９０）。该变形的位置处在板块动力环境 ,过去认为的印度—澳大利亚板块被分为印度板块、澳大…     

大洋和大陆边缘岩石圈有效弹性厚度的研究意义

大洋岩石圈有效弹性厚度分布在 (45 0± 15 0 )℃等温面内 ,并且随着加载时岩石圈年龄的增加而增加。因此 ,大洋岩石圈的挠曲刚度强烈地依赖岩石圈的热结构。一些海隆下岩石圈有效弹性厚度的降低 ,可能是岩石圈经历过热活化 ,岩石圈热年龄降低的结果。大西洋一些群岛的岩石圈有效弹性厚度小于理论值 ,则反映了岩石圈结构的不同。在海沟 ,板块的挠曲也是影响岩石圈有效弹性厚度的因素 ,它降低了岩石圈的强度。在被动大陆边缘海陆岩石圈交界处 ,向陆的方向 ,岩石圈弹性厚度比同年龄的大陆或大洋岩石圈的小 ,表明强度明显降低 ;向大洋方向 ,岩石圈的弹性厚度与正常的大洋岩石圈弹性厚度吻合。在活动大陆边缘的挠曲前陆盆地和造山带 ,岩石圈有效弹性厚度变化较大 ,部分地区受先前的岩石圈低强度影响 ,而表现出岩石圈强度的弱化。同时 ,这种方法还广泛地用于大洋中脊岩浆侵位、地幔流动、南太平洋超级海隆的动力学机制、大陆边缘的变形和构造演化、新生岩石圈的力学性质和流变学性质的研究     

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。     

台湾西南近海地区构造特征

台湾岛位于沿菲律宾海西缘展布的琉球岛弧和吕宋岛弧的结合处．台湾岛以南，南海岩石圈向东俯冲到吕宋岛弧之下．台湾岛以东，菲律宾海板块向北俯冲到琉球岛弧之下．晚新生代，由于吕宋岛弧与亚洲大陆的碰撞，形成了台湾山带，台湾山带的构造走向为NNE－SSW，其弧凸向亚洲大陆．台湾岛内，西缘一系列的叠加精皱和推覆体很好地显示了造山构造特征，这些造山构造特征被认为向南延伸至台西南近海地区．然而，由于它们被较厚的第四纪沉积物所覆盖，台西南近海地区的构造模式多数尚属未知．据最近的一项海洋地球物理调查，马尼拉海沟沿NNW向…     

基于滑动窗口导纳技术反演西太平洋中部岩石圈的有效弹性厚度

西太平洋中部地区是西太平洋板块边缘沟-弧-盆体系构造演化的关键区域,其地质特征与构造演化一直是地学家关注的焦点问题之一。开展岩石圈有效弹性厚度的研究对于认识该区域的形成演化具有重要的科学意义。本文采用滑动窗口导纳技术,并在挠曲模型中考虑了表面荷载和内部荷载同时存在的情况,计算得到该区域的岩石圈有效弹性厚度(Te)。计算结果显示,研究区的Te值整体上为0~50 km,其变化基本上与构造单元相吻合,且与主要的构造边界密切相关。除海底火山具有相对较小的Te值(15~20 km)外,太平洋板块整体上具有较强的岩石圈强度(25~30 km)。马里亚纳海沟和菲律宾海沟的岩石圈强度从外隆起到海沟方向表现为明显的减弱,表明岩石圈由外隆起向海沟发生了弱化。帕里西维拉海盆西部相较于东部具有较弱的岩石圈强度,这可能与海盆的非对称扩张有关。卡罗琳板块的岩石圈整体上表现为相对均一的低Te值特征(<15 km)。欧里皮克海隆、卡罗琳海岭和索罗尔海槽的Te值为3 km,这可能是强烈的火山作用所导致的结果。     

太平洋南部菲尼克斯海岭的年代学

菲尼克斯岩石圈板块是太平洋中面积最大的板块之一。它从侏罗纪就开始形成,然后沉降于俯冲区。如今菲尼克斯板块只剩下位于菲尼克斯海岭古扩张轴、南设得兰海槽俯冲区和赫洛、沙克尔顿转换断层之间不大的一块地方。     

南海的岩石圈结构与均衡模型

本文用四种方法计算了南海的岩石圈厚度,并建立了南海海盆的岩石圈均衡模型。在此基础上,分析了南海海盆的岩石圈结构特征:即从海盆中部向南、北两侧,层3厚度、地壳厚度和岩石圈厚度逐渐增大,与地壳年龄呈正向关系。这表明,南海海盆有如大洋(大西洋)一样的形成演化机制—由正常的裂谷和扩张过程发育而成。     

2100公里南北向深层地震反射剖面反映的中印度洋板内缩短

自中印度洋被确认为是大洋岩石圈活动压缩变形的场所以来，人们已经竭尽全力来确定该地区的缩短量．其目的是了解在很高压应力下的板内变形会对周围板块的运动学起什么作用以及大洋岩石圈的机械反映．使用了下面4种不同的方法来定量分析变形速率：     

西太平洋洋陆板块碰撞

根据地震震中的空间分布判断,西太平洋板块除了沿日本海沟斜向向黑龙江板块大陆下俯冲外,别的地区大洋板块均近垂直向下回流,未向大陆斜向俯冲。究其原因,可能是这些地区的地幔内所存在的大范围柔性低速岩石圈阻挡了大洋板块的斜向俯冲。中国东部岩石圈的剧变不是太平洋板块俯冲到大陆岩石圈所引起的效应,它的构造动力需要重新认识。     

板块聚合带的热动力机制探讨

地幔对流改变了物质的分布状态和热状态，使不同物质的混合为放射性和化学反应生热提供了持续不断的可能性，岩石圈在消亡和增生过程中与地幔成为一个统一的壳幔对流体系，其中岩石圈向聚合带移动，软流圈向另一个方向移动，二者之间是相对运动的，软流圈内部的对流是壳幔对流体系得以维持的根本原因，从火山喷发可以直接观察到快速流动，快速对流能够将热量迅速带到岩石圈底部，促使岩石圈的受力状态发生变化，为板块的运动提供了原动力源，板块聚合构造在不同地史时期都有发现，有的已经消亡，有的正在演化，表明动力过程具有统一性。聚合带的构造演化与板块驱动力的生成有直接关系，本文探讨了一种板块运动的动力机制，初步定性分析了理想岩石圈底剖受热的4个演化阶段和动力产生机制。     

中国东南大陆边缘带岩石圈三维结构-动力学型式

通过中国东南大陆边缘至菲律宾海域太平洋间过渡带人工地震测深和天然地震面波层析成像的构造解析,发现大陆至大洋间的过渡带岩石圈存在不同的结构样式和动力学型式,结合地质学、构造地质学、地球化学和地球物理学其他标志的综合研究,建立起中国东南大陆边缘带岩石圈3种结构-动力学型式：盆岭结构伸展动力学型式（南海北部式）、弧陆楔状结构-碰撞楔入动力学型式（台湾式）和沟弧盆结构-俯冲动力学型式（东海式）。在论述中国东南大陆边缘带岩石圈3种三维结构特征的基础上,探讨了该区岩石圈3种基本动力学型式及其地质意义。     

台湾及其附近海域区域地质特征与新构造运动

台湾位于欧亚板块与菲律宾海板块的交界带,中中新世开始的吕宋岛弧与欧亚大陆边缘碰撞造山运动形成了现今台湾及其附近海域的基本构造格局和特有的区域地质特征。通过对台湾岛地质考察和研究区各种调查资料的分析,总结台湾及其附近海域区域地质特征,具有出露地层新、构造活动年轻且强烈、受马尼拉和琉球两个俯冲带共同影响等特点;研究区的新构造运动主要受到弧陆碰撞的影响,表现出各种断裂作用极其发育、逆冲-褶皱带多见、火山和地震活动频发、地热温度比较高等特征,研究区中西部麓山带和台东纵谷-海岸山脉以及台湾南部和东北部海域是新构造运动的活跃区。     

南冲绳海槽岩石圈构造动力作用机制探讨

由最新获得的重磁、地震和多波束地形数据 ,结合多尺度的地幔流动力分析 ,展示了南冲绳海槽岩石圈构造动力的多样性特征和其内在的联系。从上新世开始的三幕张性断陷活动是在以前的压性断裂构造的基础上发展起来的 ,向岛弧侧迁移 ,岩浆、火山活动主要集中在正断层与平移断层的交汇处。深部动力源可归结为上地幔对流产生的菲律宾海板块俯冲 ,引起岛弧岩石圈挤压褶皱而向海沟旋张掀斜 ,产生弧后岩石圈的张性构造 ;进一步引起弧后软流圈挤压隆起 ,岩石圈与软流圈耦合作用导致海槽断陷张裂、岩浆活动。冲绳海槽仍是一个软流圈在汇聚的弧后盆地。全球性左旋压扭滑移背景 ,琉球海沟南段俯冲受阻小、强度大 ,台湾—吕宋的北向挤压 ,使海槽表现为剪张性 ,由平移断层调控使张性断裂左旋雁行排列 ,整个海槽张性构造由北往南推进 ,张应力方向由NW过渡到NNW。     

古老洋壳的研究

大洋型地壳构成将近三分之二的地球硬质壳层 ,也许这种趋势从地球年轻时候起就保存下来了。至今一般都认为 ,在太古代 (超过2 50 0Ma前 ) ,当地幔的温度是现代的 3倍时 ,在扩张过程中形成的洋壳具有另一种组分。这可以根据保存下来的太古代大洋岩石圈的标本来加以审核。通常岩石圈在俯冲返回地幔时多次被改造 ,但其被命名为蛇绿岩套的个别组分保存在板块碰撞和造山运动区。来自北京和一批美国大学的地球物理学家研究了不久前在北京东北 2 50km的华北克拉通区域发现的蛇绿岩套。华北克拉通包括含有片麻岩、角闪岩、云母片岩、白云石化大理岩…     

中国海区及邻域立体地貌图的设计与制作实践

中国海区及邻域立体地貌图既是一幅现代地图,又是一张绘画,构成了一幅"现代地图-地景画"。采取"一图三制"绘制方法,即陆地为地形晕渲法,大陆架使用形象示意法,深海区采用立体构图法。原图比例尺1:200万,垂直比例尺放大20倍。该图制作分两步:先绘制铅笔草图,再进行彩绘,完全手工绘制。该图展现了欧亚大陆板块东南部、大陆板块边缘及菲律宾海板块的地貌特征。区内地貌形成驱动力来自两条板块边界,即喜马拉雅碰撞带与西太平洋俯冲带。中国东部在E—W向老的构造基础上,叠加了新生代的NNE向构造,呈现网格状构造地貌格局。太平洋对大陆俯冲,拉开了日本海盆、冲绳海槽,形成2套沟弧盆体系。南海海盆是在陆缘引张下形成的,菲律宾弧北移并旋转,把南海围成边缘海。菲律宾弧北段与台湾岛碰撞,使中央山脉隆起,洋壳逆冲上陆,形成海岸山脉,台湾纵谷即板块缝合线。菲律宾海板块是太平洋板块一部分,在断裂基础上发生多次洋壳对洋壳俯冲,形成了洋缘沟弧盆地貌。     

新的岩石圈板块

在早白垩世 (约 1 45～ 1 0 0 Ma前 ) ,沿着冈瓦纳大陆的边缘发生的构造过程在陆壳的形成中起了实质性的作用。尽管对白垩纪岩石圈板块的构造活动已进行了不少的研究 ;但对它们的形态和在该区运动轨迹的研究还远远不够。这可用以下的情况来加以解释 ,即在该区形成的洋壳或者从那时起消亡和被改造了 ,或者可能位于现在新西兰的东北部 ,而后者实际上未被研究过。“格洛玛·挑战者”号钻探船第 91航次获得的资料可以在某种程度上填补这个空白。该航次是在太平洋西南部的太平洋板块与澳大利亚板块边界以东进行的。在该区所打的 595和596号钻孔…     

论太平洋底的断块构造

太平洋板块为全球六大板块之一.板块学者K.V.Bogolepov与(?)称沟-弧-盆系为“地槽带”,把洋底划分为“裂谷构造带”、“大洋板块”、“火山隆起”、以及“海洋克拉通”等构造单元.张文佑教授在《中国及郊区海陆大地构造图》编纂工作开始时即指出:“太平洋板块不是一个统一的整体”.本文试图以断块学说为指导,对太平洋底的构造作一初步探讨.一、西太平洋过渡型地壳构造区根据海底地壳同相邻大陆的成生联系,西太平洋过渡型地壳构造区可划分为两大部分.这两个过渡型地壳构造区大体以赤道为界.赤道以北,呈以亚洲大陆为中心的环形,称环亚洲过渡型地壳构造区;赤道以南,则呈以澳大利亚大陆为中心的环形,称环澳大利亚过渡型地壳构造区(图1).     

IODP357航次——阿特兰提斯地块的海底过程:蛇纹石化及生物

<正>IODP357航次源自758号建议书,涉及大洋中脊研究两个令人振奋的最新发现:偏离中脊轴部的蛇纹岩主导的热液活动(如迷失之城热液区),与构造-岩浆活动过程中形成和暴露的异变蛇纹石化超基性岩和岩石圈构成缓慢和超慢速的扩张脊。蛇纹石化是一个控制大洋岩石圈流变学和物理性能的重要因素,对于热通量和在各种环境中微生物活动的地球化学循环具有重大影响。建议的重点是:(1)定量蛇纹石化的作用,如在超镁铁质岩中产生H2和富烃流体、驱动热液系统、维持微生物群落和固碳潜力;(2)理解挤离断层、     

南海区域岩石圈的壳-幔耦合关系和纵向演化

南海区域岩石圈由地壳层和上地幔固结层两部分组成。具典型大洋型地壳结构的南海海盆区莫霍面深度为９～１３ｋｍ,并向四周经陆坡、陆架至陆区逐渐加深;陆缘区莫霍面一般为１５～２８ｋｍ,局部区段深达３０～３２ｋｍ,总体呈与水深变化反相关的梯度带;东南沿海莫霍面深约２８～３０ｋｍ,往西北方向逐渐增厚,最大逾３６ｋｍ。南海区域上地幔天然地震面波速度结构明显存在横向分块和纵向分层特征。岩石圈底界深度变化与地幔速度变化正相关;地幔岩石圈厚度与地壳厚度呈互补性变化,莫霍面和岩石圈底界呈立交桥式结构,具有陆区厚壳薄幔—洋区薄壳厚幔的岩石圈壳－幔耦合模式。南海区域白垩纪末以来的岩石圈演化主要表现为陆缘裂离—海底扩张—区域沉降的过程,现存的壳－幔耦合模式显然为岩石圈纵向演化产物,其过程大致可分为白垩纪末至中始新世的陆缘裂离、中始新世晚期至中新世早期的海底扩张和中新世晚期以来的区域沉降等三个阶段。     

台湾弧前盆地构造反转的数值模拟

台湾造山带是世界上最年轻的活跃的造山带之一,位于欧亚板块和菲律宾海板块的交界处,具有独特的地质环境。海岸山脉位于台湾岛的最东侧,由残留的弧前盆地和火山岛弧组成,前者为北吕宋海槽弧前盆地经两期强烈的挤压剪切构造演化而来。利用FLAC6.0软件模拟了台湾弧前盆地逆冲构造反转的演化过程。通过模拟结果分析发现,台湾弧前盆地中逆冲构造的反转是由东向西逐渐发育而来,由局部向西倾斜的次级褶皱构造最终演化为整体向西的逆冲构造。地层厚度和岛弧基底的坡角对于褶皱的形成演化方式都起到了明显的控制作用。