北欧气旋风暴与欧亚大陆的震动

全球地震台网(GSN)及中国地震台网(CENC)的地震观测数据分析表明:由北大西洋、北冰洋等海域进入北欧的强冷涡气旋(北欧风暴)能引发与其过程相关联的震动,其中由挪威海登陆斯堪的纳维亚半岛的强气旋风暴引发的震动波,几乎可以被整个欧亚大陆的地震仪观测到,该震动主要包含两个信号:一个主频为0.15~0.25 Hz(周期约4~7 s);而另一个是主频为0.08~0.12 Hz(周期8~12 s)的面波信号,它们分别来自不同的产生机理.不同海域和地区的风暴引发的震动信号存在差异,与气旋运动路径经过的地形地貌特征有关,气旋经过的浅海区域、海水深度、登陆地点的地形以及气旋的结构、观测点相对气旋的分布等因素决定了气旋在运动中激发有独特的震动信号.地震观测可以监测气旋在时间和空间的发展变化过程,有助于探索气旋运动过程中与地球表面的相互作用对气旋的影响.     

欧亚大陆地震面波层析成像(摘要)

本文介绍了利用宽频带瑞雷波和勒夫波频散对欧亚大陆的地壳和上地幔进行层析成像系统研究的结果。多数周期的分辨率为 5°～ 7 5°。解释结果表明 ,塔里木盆地、四川盆地以及西藏高原的地壳显示低速异常 ;以乌拉尔山脉为界的东欧地台和西伯利亚地盾之下有延伸到上地幔的大陆根 ,它们以高速异常为特征 ,在几个较小的地盾或岩石圈地块之下也是高速异常的上地幔 ,如波罗的海地盾、塔里木地块、哈萨克地台、印度地盾、华南地块等。亚洲大陆东部边缘的上地幔具有突出的低速异常特征 ,西藏北部的上地幔是低速异常区。欧亚大陆地震面波层析成像(摘要)@Michael H.Ritzwoller @Anatoli L.Levshin     

印度与欧亚大陆碰撞构造变形数值分析

在全面考虑了大陆构造变形三重非线性特征的基础上，用动态有限元法研究了藏东对印度与欧亚大陆碰撞作用的大变形响应。数值模拟结果显示了明显的纵向收缩变形，变形主轴多具有顺时针转动的趋势，但横向位移在总体上并不显著。其最大值正位于红河和鲜水河断裂之间，这一结果论证了印度板块对欧亚大陆的碰撞可能是川滇菱形块体向南东运动的动力来源。红河、鲜水河、昆仑及阿尔金活断层在碰撞作用下发生了顺时针的旋转变形；而且，计算结果模拟出了红河断裂由左旋变为右旋，另３条断裂始终左旋的运动特征     

关于印度与欧亚大陆初始碰撞时间的讨论

关于印度与亚洲大陆初始碰撞时间,目前存在3种主流认识,即(65±5)、(45±5)和(30±5)Ma.文中厘定了5种碰撞判别标志,包括板块运动速率的突然衰减、俯冲型岩浆作用的停止、大陆之间的物质交换、海洋的消亡和构造变形.通过综合分析认为,在上述3种认识中,(65±5)Ma构造事件符合一个判别标志,即物质交换——冈底斯碎屑物质在此时出现在印度板块北缘,不过,在此时冈底斯再次发生大规模的岩浆活动,反映出俯冲作用发生活化,意味着两大陆仍未碰撞.俯冲成因的冈底斯岩浆作用在白垩纪末-第三纪初(72~65Ma)间断了约7Myr,文中提出这可能与构造转换有关,即特提斯俯冲消减带被转换断层置换,亚洲与印度大陆由此呈水平走滑汇聚,到了约65Ma,随着新俯冲带的形成,岩浆作用重新开始,直到约45Ma结束.(45±5)Ma的构造事件导致海相沉积和俯冲型岩浆作用的停止,符合大部分大陆碰撞判别标志,文中定义为初始碰撞时间.(30±5)Ma的构造事件与上述判别标准多不符合,反映的是印度和亚洲大陆大规模陆内汇聚作用,即硬碰撞,由此形成青藏高原现今的地质、地貌格局.文中得出的结论是:印度与欧亚大陆的汇聚并非仅仅是受新特提斯海的俯冲消减协调,两者在足够接近时经历了3个阶段,即早期的水平走滑汇聚(72~65Ma)、初始碰撞((45±5)Ma)和晚期的陆内汇聚((30±5)Ma).     

农作物传播视角下的欧亚大陆史前东西方文化交流

欧亚大陆东西方文化交流的历史是广受关注的科学问题,考古证据显示至少可追溯至青铜时代早期,但具体的时间和路线并不清楚.文化交流过程伴随着农作物的传播与交换,相对于考古遗物,农作物遗存鉴定标准明确且可精确定年,是研究文化交流过程的理想材料.本文总结和对比了欧亚大陆史前遗址的植物大遗存鉴定和直接测年数据,以及人骨碳同位素分析结果,系统梳理了东亚起源的农作物粟黍西传,西亚起源的农作物小麦和大麦东传,及其相互汇聚的时空过程.结合其他考古材料,探讨史前欧亚大陆东西方文化交流的过程.结果显示,约10500a BP起源于西亚地区的小麦和大麦在8000a BP之前传入欧洲和中亚西部,4500~4000a BP传入中亚东部和中国西北地区.粟黍在7700a BP之前驯化于中国北方,4500~4000a BP传入中亚东部,3500a BP后传入西亚和欧洲.约4400a BP在中亚东部的哈萨克斯坦地区出现黍和小麦、大麦同时利用的迹象,可能是东西方文化元素最早汇聚的地区.4500~3500a BP粟黍和麦类作物混合利用的现象主要出现在中亚东部和中国西北地区,其后扩散至欧亚大陆的东西两侧.上述研究暗示跨大陆东西方文化交流可能始于距今5千纪,在青铜时代得到强化,为汉代的丝绸之路的开凿奠定了重要的基础.     

欧亚大陆及西太平洋边缘海瑞利面波层析成像研究

利用亚洲、欧洲及西太平洋边缘海地区台网114个数字地震台,搜集了400W～1800E,400S～800N范围内近万个地震事件,并从中挑选出1982～2006年间震级在5.0～7.0之间、震源深度小于100㎞的1800余个事件.经过筛选,共得到周期在8～200s之间10450余条质量较高的瑞利面波频散曲线,这些面波所通过的大圆路径很好地覆盖了欧亚大陆及西太平洋.本文首先对原始记录进行预处理,测定面波频散曲线,包括截取Rayleigh面波,进行频率时域分析等,以得到实际频散数据.然后对研究区域进行网格划分,反演网格点附近的纯路径频散曲线.即采用网格化纯路径频散反演方法得到各块的纯频散数据.最后由得到的每块纯频散数据作为观测数据,并利用LSQR、SVD等广义线性反演方法,对每一块的纯频散曲线进行反演求取该单元的S波速度随深度的分布.     

利用面波方法研究欧亚大陆及周边海域岩石圈结构

根据欧亚大陆及周边海域114个数字地震台站12 000多个长周期波形记录,采用面波频散反演方法,对欧亚大陆及周边海域(20°W～160°E,20°S～80°N)的地壳上地幔进行了高分辨率三维S波速度成像。结果表明,欧亚大陆及其周边海域岩石圈厚度由40～60km(大陆裂谷带)增厚至190～220km(克拉通地区),岩石圈速度变化范围为4.30～4.80km/s。直到400km深度,各个板块和地块的横向差异才逐渐减小。克拉通板块及地块的岩石圈巨厚且具有高速特征,软流圈很薄或不存在;显生宙造山带、边缘海等区域岩石圈较薄且速度较低,软流圈发育。海洋板块的显著特征是VS在岩石圈内异常高,而软流圈速度又异常低,有十分尖锐的速度突变。     

欧亚大陆植被生态系统潜在分布情景及其对气候变化的响应

欧亚大陆植被生态系统的时空分布特征及未来如何变化是"一带一路"倡议推进过程中亟需研究的关键生态环境问题之一.在对HLZ生态系统模型进行修正、拓展和完善的基础上,结合欧亚大陆气候观测数据(1981～2010年)和CMIP5 RCP26、RCP45和RCP85三种情景数据,实现欧亚大陆植被生态系统潜在分布变化特征及未来情景的模拟,并采用生态系统类型多样性模型和生态系统斑块连通性模型,定量揭示欧亚大陆HLZ生态系统类型多样性的变化情景.模拟结果显示,寒温带潮湿森林、冷温带湿润森林和荒漠是欧亚大陆最主要的植被生态系统类型,占整个欧亚大陆总面积的36.71%;三种情景下,极地/冰原面积减少最多,平均每10年减少26.75×106km~2,亚极地/高山湿润苔原减少最快,平均每10年减少10.49%;其中, RCP85情景下的欧亚大陆植被生态系统的变化速度快于其他两种情景,亚极地/高山湿润苔原减少最快,平均每10年减少10.88%.欧亚大陆HLZ生态系统类型多样性整体呈减少趋势,其中RCP26、RCP45和RCP85三种情景的HLZ生态系统类型多样性在2010～2100年间,平均每10年将分别减少0.09%、0.13%和0.16%;植被生态系统斑块连通性在三种情景下均呈现先增加后减少的趋势;"一带一路"沿线的中国区、蒙俄区、西亚区、中亚区、南亚区、东南亚区和欧洲区的HLZ生态系统时空分布及其变化差异特征显著.     

欧亚大陆及西太平洋边缘海瑞利面波频散反演

从亚洲、欧洲及西太平洋地区台网113个数字地震台所记录的分布在40°W~180°E,40°S~80°N范围内近万个地震事件中,挑选出发生在1982-2005年间,震级绝大部分在5.0~7.0之间,震源深度小于100 km的1 700余个事件。共得到周期在8~400 s之间9 980余条质量较高的瑞利面波频散曲线进行面波频散反演,得到欧亚大陆及西太平洋边缘海28个周期的群速度分布图。反映了欧亚大陆及西太平洋边缘海横向和纵向存在着明显的非均匀性。     

印度与欧亚大陆初始碰撞时限、封闭方式和过程

印度与欧亚大陆初始碰撞是海陆热力对比变化、青藏高原-喜马拉雅造山带形成和亚洲气候转变的起点.本文根据近30年国内外的研究进展,系统总结了大陆初始碰撞的研究历史.对比了十多种初始碰撞研究方法,我们认为周缘前陆盆地的构造-沉积响应对大陆初始碰撞最为敏感,而古地磁学作为独立的证据也是非常好的定量研究方法.关于碰撞过程,与西方传统观点认为55~50Ma碰撞首先发生在西部衔接点,随后向东闭合的模式不同;最新的研究结果表明,印度与欧亚大陆首先于雅鲁藏布江缝合带中部发生正向碰撞,时间为65~63Ma,随后向东西两侧穿时性碰撞.大陆碰撞是一个复杂的造山过程,涉及构造、沉积、变质和岩浆作用等多个方面,不同学科的学者通常喜欢从各自学科的角度来定义碰撞.我们建议使用多学科结合、相互验证的方法,避免以偏概全、以点带面的现象发生,尽量将每个阶段发生的事件真实地还原到碰撞造山演化的时间序列中.     

中国三大地块的碰撞拼合与古欧亚大陆的重建

根据最新取得的华北地块的古地磁数据,并与目前收集到的按一定判据经过筛选的华南地块、塔里木地块、蒙古褶皱带与中亚褶皱带、西伯利亚板块以及稳定欧亚大陆的数据对比分析,对中国三大地块--华北、华南、塔里木地块的碰撞、拼合及其与北邻的西伯利亚板块的构造关系,进行了初步的讨论,并尝试作了古欧亚大陆的重建.     

欧亚大陆及西太平洋边缘海地区瑞雷波群速度结构与各向异性分布

根据欧亚大陆及西太平洋地区102个数字化台站记录的近万次地震事件的长周期垂直向瑞雷波资料,利用时频分析方法测量并筛选后共得到11213条质量较高的基阶瑞雷波群速度频散资料.纯路径频散的反演中同时计算方位各向异性,反演获得了欧亚大陆及西太平洋边缘海地区(10°E—150°E,10°S—80°N)8—200s共28个周期的瑞雷波群速度及各向异性空间分布图象.瑞雷波高分辨率层析成像表明,30—60s周期,以青藏高原为中心呈极低速分布;100—120s周期,速度差异幅度较大,在东亚东部及西太平洋边缘海,自北向南显示出一条宽2500—4000km,长约8000km的巨型低速异常带.相对海洋来说,欧亚大陆各向异性强度较弱且快波方向较复杂.由于受到印度板块与欧亚板块的碰撞,中国大陆西部的各向异性强度明显大于东部.     

喜马拉雅汇聚带结构-属性解剖及印度-欧亚大陆最终拼贴格局

针对印度与欧亚大陆的碰撞方式与时限存在争议的现状,为探讨学术界关于喜马拉雅造山作用观点分歧的原因,本文首先综述了汇聚带结构-属性解剖方法论与基本原则,指出大陆碰撞造山带实际上包括了多种类型,但常见的大陆碰撞造山带往往包括了被动大陆边缘和活动大陆边缘的诸多块体拼贴的格局,其最终的碰撞格局及缝合带产出位置由增生楔底部界面控制,可能在拼贴后呈起伏状或者Z字形等复杂产状.厘定最终碰撞缝合带的可行思路,就是解剖活动大陆边缘结构,确定其作为俯冲上盘的岩石类型属性,特别是增生楔、高压-超高压和巴洛(Barrovian)变质带以及上叠弧前盆地.同时,找寻被动大陆边缘与活动大陆边缘接触的最外、最远边界及其趋近界面,就能厘定缝合面在地表的出露线.根据地球物理资料和高压变质岩等产出位置,限定其深部的产出状态,就可以限定缝合带的产出状态.结合汇聚带结构-属性解剖方法论与基本原则讨论,本文指出喜马拉雅南部汇聚带成分、结构复杂,急需重新开展结构-属性解剖.在综合前人研究资料的基础上,结合我们自己的最新研究结果,进一步总结探讨喜马拉雅造山带结构-属性的新认识,其中雅江蛇绿岩带包含多种构造组分,并非代表单一缝合带,可能是位于弧前后盾(backstop)的多地质单元组合.特提斯喜马拉雅(THS)包含混杂岩结构组成,具有"基质+块体"的结构特征;统一的南向古水流物源、单一的欧亚大陆特征碎屑锆石年龄谱,均表明特提斯喜马拉雅(THS)应该是冈底斯弧前体系,在最终碰撞前具有欧亚大陆属性.高喜马拉雅(GHS)和低喜马拉雅(LHS)组成复杂,由俯冲碰撞作用产生的榴辉岩等高压变质岩就位于高喜马拉雅(GHS)和低喜马拉雅(LHS)的顶部.根据造山带内的高压变质岩石折返都就位于俯冲上盘的产出特征,高喜马拉雅(GHS)和低喜马拉雅(LHS)的顶部含高压变质岩部分应属于俯冲上盘单元,俯冲带必须位于其下(南)部.因此,印度大陆最主要也是最终的俯冲作用是沿该俯冲带结构面发生.低喜马拉雅(LHS)和锡瓦里克的岩石组合表明其主体不发育混杂带,很可能属于印度的前陆体系.通过对喜马拉雅造山带内不同单元的结构-属性解剖,结合俯冲拼贴相关的构造变形年龄,本文认为印度与欧亚大陆最终的碰撞拼贴发生在14Ma之后.青藏地区南北向裂谷的发育、藏东地区哀牢山等剪切带左行-右行的转换等构造事件的发生,均可以协调地反映在俯冲带的影响范围和动力学控制之中.通过对喜马拉雅造山带的研究,提出喜马拉雅造山带最终碰撞拼贴新模式,表明造山带的结构-属性解剖是正确认识造山带的关键,其分析方法可以应用到全球造山带的研究.同时,本文也提出一些关于喜马拉雅造山带结构-属性研究未来需要关注的重要科学问题.     

印度洋板块边界力的不同作用方式对欧亚大陆应力场影响的实验研究

本文从实验角度探讨了印度洋板块边界力的不同作用方式对欧亚大陆应力场的影响。结果表明,印度洋板块带主动性的向北顶撞是造成我国西部及邻区强震三角域分布的直接原因,随边界力的作用方式由正北向北东方向偏转,大陆内部相对应力集中区条带也随之向东偏移。     

Nature Geoscience:双俯冲系统使印度板块向欧亚大陆的俯冲速度加快

<正>2015年5月4日,Nature Geoscience杂志发表了题为《双俯冲系统使印度板块向欧亚大陆的俯冲速度加快》(Anomalously fast convergence of India and Eurasia caused by double subduction)的文章,指出地幔中的双重俯冲作用导致一个构造板块向另一个板块之下俯冲,拖动着印度向北迁移,板块下沉的同时拉动与其连接的大陆。地质学家推