中国岩石圈三维结构专项研究主要进展和成果

“中国岩石圈三维结构”专项研究取得诸多新发现和新成果:建成中国第一个“岩石圈三维结构数据库”;建立了中国岩石圈结构模型;深化了对中国东部岩石圈、软流圈性状、结构的认识,证明岩石圈与软流圈之间存在呈“层块结构”的过渡带,在东亚至西太平洋地区70～250km深度发现一巨型低速异常带;揭示中国东部岩石圈呈现明显的“上老下新”的年龄结构;初步建立了中国大陆岩石圈岩石学结构模型,把中国大陆及毗邻海域岩石圈划分为5种类型;提出中国岩石圈构造单元划分方案,把中国大陆及毗邻海域划分为2个岩石圈构造域和6个岩石圈块体;证实青藏高原存在巨型南北向构造;在地质上获得一些新发现和新认识。     

中国岩石圈三维结构雏型

根据岩石圈的流变习性,可以将中国岩石圈分成3层,即:弹性上地壳、塑性下地壳和岩石圈地幔.它们的构造各不相同,并且各层间呈现复杂的关系.在新疆地区,上地壳推覆叠置形成以三山四盆为特点的盆山构造,驮伏在一系列东西走向的条带状背型构造与向型构造的下地壳之上.在强烈隆升中的西藏地区,它的周边是差异隆升,但它的腹部地区的弹性上地壳完整未遭破坏.这是因为它的腹部的下地壳和岩石圈地幔发生局部熔融,上地壳被局部熔融的下地壳和岩石圈地幔顶托,以液压的方式整体抬升.华北地区,则是软流圈上升破坏了岩石圈地幔,形成新生地幔与残留地幔并存的蘑菇云岩石圈地幔构造.并由于软流圈的上升,使地壳拉张减薄形成裂谷盆地.中国大陆下除了东北吉辽地区太平洋板块向大陆俯冲外,东部其他地区都没有发现太平洋板块俯冲的证据.中生代以来中国东部发生的岩石圈巨变不是太平洋板块向中国大陆的俯冲而造成的,而是软流圈物质上涌的结果.因此,中国大陆当今的构造动力,是西部由印度板块俯冲推挤和东部东亚-西太平洋软流圈上升构成的二元系统.这两个动力系统的分界是南北地震带.在南北地震带以西整体处在压缩环境中:南北地震带以东,则处在拉张环境中.正是由于应力场由压缩转变成拉张产生的剪应力造成了南北地震带.华北地区所以成为地震活动地区是因为它的岩石圈地幔已被强烈的改造成为蘑菇云构造.热流上升,弹性层急剧减薄,弹性极限下降所致.     

中国岩石圈三维结构数据库总库管理系统

中国岩石圈三维结构数据库总库管理系统是中国岩石圈三维结构数据库的管理和服务中心。在中国岩石圈三维结构数据库需求分析基础上,完成了系统总体设计,制订各项技术标准;开发设计一个元数据编辑器和元数据浏览器;应用统一建模语言UML设计和优化了数据库结构;采用ESRI公司Geodatabase的数据模型,利用计算机辅助设计CASE工具设计中国岩石圈三维结构数据库。在ArcObjects和MapObjects的基础上,分别建立了功能齐全、操作简便的两套组件式总库管理系统,分别适合专业和非地理信息系统专业人员。     

中国岩石圈三维结构数据库地理信息系统设计

数据是地理信息系统的基础,数据库的建设是地理信息系统建设的关键,也是最重要的一步。按照ArcSDE GeoDatabase模型结构进行空间数据库建模,将数据库存放在数据库服务器端,用户通过空间数据库引擎ArcSDE访问数据库,便于实现数据共享和多用户并发操作。ArcObjects是ESRI公司开发的面向对象的地理数据模型和高度集成的软件组件库,是一套完全符合COM标准的大型软件架构。在服务器端以SQL Server 2000+ArcSDE8.1为空间数据库平台,客户端的管理系统通过ArcObjects+VB6来开发设计。     

国家“七五”科技重点(攻关)项目“黄土高原综合治理”简介

国家“七·五”科技重点项目——“黄土高原综合治理”,是我院继五十年代之后对黄土高原地区组织的第二次全面综合考察,目前已全面展开。在这个跨部门、多学科联合攻关的重大项目中,不仅在区域性宏观研究方面有综考会牵头组织的黄土高原综合治理开发考察研究,在定位试验研究方面有综合性的西北水土保持研究所组织实施,而且有来自中央和地方的五十多个科研单位、十几所高等院校、约三百多位科学工作     

基于GeoDatabase的中国岩石圈三维结构数据库设计

数据对于GIS是非常重要的,但目前在各领域的GIS应用中,普遍对数据的重视程度不够。“中国岩石圈三维结构数据库”是基于GIS（地理信息系统）平台下建立起标准、规范的空间数据库,是整个数据库系统稳定运行的基础。CASE工具是建立复杂地理数据库的最佳方法之．,本文依据面向对象的地理数据模型——GeoDatabase,讨论用CASE工具来建立基于GeoDatabase的中国岩石圈三维结构数据库的具体过程。     

中国岩石圈三维结构学术研讨会在北京召开

由国土资源部国际合作与科技司、中国地质调查局和国家自然科学基金委员会地球科学部主办,中国地质科学院地质研究所承办的“中国岩石圈三维结构学术研讨会”于2005年12月14—16日在北京召开。国土资源部国际合作与科技司黄宗理司长主持开幕式并致辞,中国地质调查局张洪涛副局长、国家自然科学基金委员会地球科学部主任柴育成、国土资源部规划司副司长鞠建华亲临会场参加开幕式并致辞。中国科学院院士孙枢、李廷栋、马宗晋、藤吉文、陈颙、戴金星、肖序常、杨文采以及中国地质大学、中国地质调查局、中国地质调查局发展研究中心、成都理工大…     

中国岩石圈三维结构数据库元数据的设计与管理

中国岩石圈三雏结构数据库基于ArcGIS平台。为进行项目的空间数据规范化管理，通过时FGDC标准和ESRI规范的元素项作了适当取舍和简化。制定了项目的空间数据元数据标准，该标准和FGDC标准兼容；用ArcObjects编程实现了专用的元数据编辑器；编制项目专用XSL样式表。使用ArcGIS系统的同步程序及定制的元数据编辑器实现了空间数据的元数据管理。     

东海及邻近地区岩石圈三维结构研究

文中首先对两条剖面的岩石圈结构进行了论述。以两条剖面的岩石圈结构作为约束,采用小波分解、全磁纬变倾角化极和地热场反演岩石圈底界等项技术,获取了研究区沉积基底面、莫霍面和岩石圈底界面在三维空间的展布以及岩浆岩的分布。在此基础上论述了岩石圈各层的展布及岩石圈三维结构单元的划分,认为东海陆架盆地的东部凹陷带为寻找油气最有利的地区,冲绳海槽为弧后盆地,钓鱼岛岩浆岩带为中酸性岩浆岩带,吐嘎喇火山带为当今火山弧,琉球岛弧为欧亚板块裂离部分,琉球岛弧东部斜坡为古东海大陆架的陆坡,位于此陆坡上的凹陷为弧前盆地。     

岩石圈三维结构与动力学数值模拟

通过基于专项所属各项目的探测数据和成果, 结合课题组已经积累的数据与建模基础, 以及本项目组特定需要进行岩石物性参数测试及相关的流变本构关系研究, 进而开发并集成大规模并行有限元数值模拟平台系统, 进行地球动力学过程的综合定量模拟分析。同时建立高性能并行可视化平台, 据此进行中国大陆深部地幔对流与岩石圈耦合关系的探测数据与数值模拟结果的并行可视化研究分析, 探讨回答中国部分典型构造区域的典型地球动力学过程的关键问题。     

国土资源部盐湖资源与环境重点实验室简介

国土资源部盐湖资源与环境重点实验室是中国盐湖资源和环境研究的重要科技平台（挂靠单位为中国地质科学院矿产资源研究所），拥有一支由地质学、化学、生物工程学、环境学等多学科中青年科技骨干为主的科技团队。有院士1人、研究员3人、副研究员6人、助理研究员（32程师）3人，协作科研人员14人，客座研究员27人。在北京设有盐湖沉积实验室、盐湖地球化学实验室、盐类化学分析实验室、盐湖生态与活性物质实验室、盐湖生物基因工程实验室和筹建铀系法年代实验室，在郑州有矿物综合利用研究室，在野外建立了西藏扎布耶盐湖水文气象长观站和研究基地、西藏当雄错实验研究基地、新疆罗布泊研究基地。     

基于WebGIS的中国岩石圈三维结构共享服务功能研究

本文以国土资源部中国岩石圈三维结构数据库专项计划为依托,利用ESRI公司的ArcIMS作为开发工具,建立了基于WebGIS数据共享平台。文中分析了当今的WebGIS设计思想,详细介绍了该平台的网络结构、系统数据组织、各专业空间数据的发布方式、共享服务功能的实现。通过整个数据共享平台的建立,总结了目前GIS技术和地学研究相互促进共同发展的方向。     

国际“岩石圈动力学和演化”规划简介

一、新计划的缘起与制定经过被称为80年代地球科学前沿的一个国际性多学科研究规划:“岩石圈动力学和演化:地球资源和减轻灾害的纲要”已经诞生,即将付之实施。它的中心     

东亚西太平洋岩石圈三维结构及其地幔动力学

欧亚大陆及其边缘海地区是由约30多块尺度不同、形成时代和性质各异的板块或地块拼合而成。这些岩石圈板块或地块经过长时间的漂移,多次聚合与分离,碰撞与增生,在新生代最后形成现代的拼合欧亚大陆。欧亚大陆及其边缘海的板块或地块可以分为以下六类:(1)前寒武纪巨型克拉通地块及地盾;(2)前寒武纪小型克拉通地块及板块;(3)显生宙造山带及汇聚地块;(4)陆陆碰撞型地块及造山带;(5)新生代边缘海海盆;(6)大陆裂谷盆地及增生地块。高分辨率地震面波层析成像,显示同一类型的板块或地块的岩石圈和软流圈的速度结构十分相似,呈现出其独有的速度分布特征。不同类型板块或地块的速度结构有重大差异。直到400km深度,各个板块和地块的横向差异才逐渐减小。一般而言,前寒武纪克拉通板块及地块的岩石圈巨厚具有高速性质、软流圈很薄或不存在;边缘海、造山带等区域岩石圈较薄和速度较低,软流圈发育。根据欧亚大陆及边缘海地区天然地震层析成像,人工地震剖面数据及其他有关资料,建立了欧亚大陆及其边缘海岩石圈模型。     

华南地区岩石圈三维结构类型与演化动力学

从地球层块结构研究思路出发,对华南及邻区天然地震面波层析成像进行系统地构造解析,发现岩石圈中下部存在形态各异,大小不等的高速块体,结合地质学、地球化学、其它地球物理学标志等多学科综合研究,将其称为幔块构造。研究显示高速块体或幔块构造是华南地区岩石圈构造格局和岩石圈表层构造变形最基本条件之一。首次建立起华南地区岩石圈三种三维几何结构样式:克拉通陆根状结构、造山带楔状结构和碎块状结构,以及岩石圈三类构造演化类型:克拉通型岩石圈、增厚型岩石圈和减薄型岩石圈(弱减薄型岩石圈及强减薄型岩石圈)。本文在论述华南岩石圈三维结构构造类型基本特征基础上,首次探讨了华南地区软流圈三维结构以及该区岩石圈演化动力学特征。     

中国岩石圈三维结构数据库数据可视化控件的设计与实现

中国岩石圈三维结构数据库和其他研究场合涉及大量数据可视化问题。研制数据可视化控件可以达到最大程度的重用，各种二维数据可视化控件用Visual Basic开发，用Windows API提高图形绘制能力。开发中从控件的显示界面、控件的属性、控件的事件和方法等方面进行规划和实现。对于各种地球物理数据可视化，除了涉及数据的控件专业属性、数据的传递和图形的具体绘制过程不同外，控件的其他部分是相同的，因此在开发不同的控件时可以重用大部分的代码和设计思想。     

中国大陆及邻区岩石圈地壳三维结构与动力学型式

通过中国大陆及邻区地震测深剖面的系统构造解析,建立起中国大陆岩石圈地壳厚度与速度结构模型。本文根据地壳厚度与速度结构模型、地壳变形结构样式、地壳地质结构与构造演化、地壳运动学与动力学等四方面标志,将中国大陆岩石圈地壳划分为3类6种地壳结构-动力学型式:克拉通型褶推式结构-挤压动力学型式、克拉通型地垒结构-拉伸动力学型式、增厚型高原扇形结构-碰撞楔入动力学型式、增厚型造山带楔状结构-俯冲楔入动力学型式、减薄型盆岭结构-块体伸展动力学型式和减薄型铲状结构-整体伸展动力学型式。笔者探讨了克拉通型地壳、增厚型地壳和减薄型地壳的基本特征、相互关系及其地质意义。     

中国南方大陆岩石圈结构分析

中国南方多条大地电磁剖面揭示,研究区内大陆岩石圈具清楚的层圈结构。根据高阻层、高导层间互成层的特点,可分出壳内、壳幔、幔内三组高导层。根据高导层的埋深、变形、组合特点,中国南方可分成华北、扬子、康滇中间、华夏四个微板块,各微板块可进一步分为陆壳板段和过渡壳板段。陆壳板段中各高导层广泛分布,地壳三分性清楚,产状平缓,有统一的结晶基底;过渡壳板段中各高导层常有缺失,倾角较大,常受到错断,没有统一的结晶基底。认为华北微板块与扬子微板块间的结合带具有不对称扇状结构的特点,而扬子微板块与华夏微板块间的结合带具有剪刀式闭合结构的特点。微板块之间的构造活动主要受幔内第一高导层控制,微板块内部的构造活动主要受中地壳高导层控制,也受幔内第一高导层控制;而莫霍面构造主要反映了近期构造阶段的地球动力学特征,它对区域构造控制较差。     

中国南方大陆岩石圈结构分析

中国南方多条大地电磁剖面揭示,研究区内大陆岩石圈具清楚的层圈结构,根据高阻尼,高导层间互成层的特点,可分出壳内,壳幔,幔内三组高层层,根据高导层的埋深,变形,组合特点,中国南方可分成华北,扬子,康滇中间,华夏四个微板块,各微板块可进一步分为陆壳板段和过渡壳板段,陆壳板段中各高导层广泛分,地壳三分性清楚,产状平缓,有统一的结晶基底,过渡壳板段中各高导层有缺失,倾角较大,常受到错断,学有统一的结晶基底,认为华北微板块与扬子微板块间的结合带具有不对称扇状结构的特点,而扬子微板块与华夏数板块间的结合带具有剪刀式闭合结构的特点,微板块之间的构造活动主要受幔内第一高层控制,微板块内部的构造活动 主要受中地壳高层控制也受幔内第一高层层控制,而莫霍面构造主要反映了近期构造阶段的地球动力学特征,它对区域构造控制较差。     

中国南方大陆岩石圈结构分析

中国南方多条大地电磁剖面揭示,研究区内大陆岩石圈具清楚的层圈结构。根据高阻层、高导层间互成层的特点,可分出壳内、壳幔、幔内三组高导层。根据高导层的埋深、变形、组合特点,中国南方可分成华北、扬子、康滇中间、华夏四个微板块,各微板块可进一步分为陆壳板段和过渡壳板段。陆壳板段中各高导层广泛分布,地壳三分性清楚,产状平缓,有统一的结晶基底;过渡壳板段中各高导层常有缺失,倾角较大,常受到错断,没有统一的结晶基底。认为华北微板块与扬子微板块间的结合带具有不对称扇状结构的特点,而扬子微板块与华夏微板块间的结合带具有剪刀式闭合结构的特点。微板块之间的构造活动主要受幔内第一高导层控制,微板块内部的构造活动主要受中地壳高导层控制,也受幔内第一高导层控制;而莫霍面构造主要反映了近期构造阶段的地球动力学特征,它对区域构造控制较差。