岩浆与构造作用对洋壳厚度的影响——以西北印度洋为例

洋中脊及邻区洋盆的洋壳厚度能很好地反映区域岩浆补给特征,对于研究洋中脊内部及周缘岩浆活动和构造演化过程具有很好的指示意义.西北印度洋中脊作为典型的慢速扩张洋中脊,其扩张过程与周缘构造活动具有很强的时空关系.本文利用剩余地幔布格重力异常反演了西北印度洋洋壳厚度,由此分析区域内洋壳厚度分布和岩浆补给特征.研究发现,西北印度洋洋壳平均厚度为7.8 km,受区域构造背景影响厚度变化较大.根据洋壳厚度的统计学分布特征,将区域内洋壳分为三种类型:薄洋壳(小于4.5 km)、正常洋壳(4.5~6.5 km)和厚洋壳(大于6.5 km),根据西北印度洋中脊周缘(~40 Ma内)洋壳厚度变化特征可将洋中脊划分为5段,发现洋中脊洋壳厚度受区域构造活动和地幔温度所控制,其中薄洋壳主要受转换断层影响造成区域洋壳厚度减薄,而厚洋壳主要受地幔温度和地幔柱作用影响,并在S4洋中脊段显示出较强的热点与洋中脊相互作用,同时微陆块的裂解和漂移也可能是导致洋壳厚度差异的原因之一.     

南海北部区域构造和陆壳向洋壳的转化

1.海底扩张和陆壳大洋化,均能形成洋壳。陆壳转化为过渡壳是大洋化的必经阶段。 2.航磁测区内的中央海盆,具有类似于大洋中海底扩张形成的对称磁异常条带。 3.在西沙北裂谷、莺歌海裂谷型拗陷,以及属于断陷盆地性质的珠一、珠二拗陷等地,有沿着断裂上升的类似于洋壳成分的地幔物质喷溢或在地壳上层侵位,那里的地壳都有不同程度的减薄,属于过渡型地壳。西沙北裂谷的“莫霍面”,比相邻的南北两侧高出约10公里。 4.在南海北部发生多中心微型扩张和大洋化。     

洋中脊扩张速率对洋壳速度结构的约束

洋中脊速度结构是揭示大洋岩石圈演化过程的重要约束.为探讨不同扩张速率下洋中脊的洋壳速度结构特征,挑选了全球152处快速(全扩张速率> 90mm·a-1)、慢速(全扩张速率20～50mm·a^-1)和超慢速(全扩张速率<20mm·a^-1)扩张洋中脊和非洋中脊的洋壳1-D地震波速度结构剖面,通过筛选统计、求取平均值等方法对分类的洋壳1-D速度结构进行对比研究,获得了不同扩张速率下洋中脊洋壳速度结构差异以及洋中脊与非洋中脊洋壳速度结构差异的新认识:(1)快速、慢速和超慢速扩张洋中脊的平均正常洋壳厚度分别为6.4km、7.2km和5.3km,其中洋壳层2的厚度基本相似,洋壳厚度差异主要源自洋壳层3;其洋壳厚度变化范围分别为4.9～8.1km、4.6～8.7km和4.2～10.2km,随着洋中脊扩张速率减小,洋壳厚度的变化范围逐渐增大;(2)快速扩张洋中脊的洋壳速度大于慢速和超慢速,可能与快速扩张脊洋壳生成过程中深部高密度岩浆上涌比较充足有关;(3)非洋中脊(>10Ma)的洋壳比洋中脊(<10Ma)的洋壳厚～0.3km,表明洋壳厚...     

板块构造与地幔流的动力学：从局部尺度到全球尺度

板块构造受控于集中在板块边界的推动力和阻力,然而由观测资料所约束的高精度全球地幔流模型仍面临着计算上的挑战。我们利用最新的自适应网格细化算法,将板块边界的分辨尺度下降到1km,通过分析相接板块的运动,在并行计算机上模拟全球地幔流。在上地幔中,当消减板块向下俯冲时,往往会产生弧后扩张和板片回退现象。下地幔中冷的热异常通过狭窄的高粘性的板块与洋壳相耦合,导致洋壳运动速度的下降。在海沟区域,弯曲岩石层内的粘性耗散占整个岩石层和地幔总耗散的5％至20％。     

渤海盆地的现今扩张运动

关于渤海盆地的扩张,前人已有很多研究成果.但是,对渤海盆地现今扩张的主方向,扩张的速率和笵围迄今还不清楚,本文试图探讨之.根据中国地壳运动观测网络GPS网1998~2004年的观测结果,建立了渤海盆地周围地区相对于欧亚板块的速度场.将该区划分为8个块体,建立了各块体的速度模型,得到该区的水平形变速度场和应变场.分析形变速度场和应变场的空间变化,发现渤海及周围地区呈现明显的NW-SE方向的双向扩张运动,扩张速率为2.5±1.8 mm/a.NW-SE与NE-SW方向扩张范围分别为310 km与 410 km.渤海盆地扩张的范围与华北地壳最薄的区域基本一致,这表明上地壳的扩张变形与上地幔的隆升密切相关,岩石圈减薄和岩浆上涌使上地壳发生拉张变形,使渤海地区发育成一个拉张盆地.     

冲绳海槽中央地堑及附近区域的地形与地质

根据精密回声测深仪(PDR)、单道水枪及气枪、多道气枪、质子硅力仪、三分全磁力仪及打捞器的详细测量结果,揭示出位于所研究区域的冲绳海槽轴部的中央地堑由五部份组成.这些地堑全部呈雁行排列.伊平星地堑(Iheya Graben)是最明显的.没有发现存在着与雁行式地堑相连的转换断层的证据.在这些地堑的轴邵新近发现了一个玄式岩海岭及一些海底丘.从这些中部海底丘和海岭采集到榄橄玄武岩样,为钾氮法年龄低于1 Ma的岛弧型高铝玄武岩.在附近还采集到一些流纹岩.英安岩和少量的英安质安山岩,它们的年龄低于1 Ma(钾氮法和裂变径迹年龄),为双模式火山作用结果.因此,岩石学方面的证据并不支持存在着洋壳的观点,而表明中部冲绳海精是一个扩张应力场.可以断定中布冲绳海槽处于大陆边缘的早期扩张过程的裂谷阶段.     

根据深反射地震资料识别南海北部洋陆过渡带

洋陆过渡带是被动大陆边缘的重要特征,对于理解大陆岩石圈破裂,随后的海底扩张及被动大陆边缘的形成与演化至关重要.前人通过重磁、地震等地球物理资料对南海北部洋陆过渡带进行过一些研究,但不同学者利用不同资料所确定的洋陆过渡带位置存在较大差异.本文基于高品质深反射地震剖面对南海北部洋陆过渡带进行重新解释,根据莫霍面快速抬升、地壳急剧减薄特征确定洋陆过渡带的分布范围.结果表明,南海北部洋陆过渡带位于大陆边缘减薄陆壳与正常洋壳之间,是受岩浆活动改造了的厚度急剧减薄的地壳,洋陆过渡带地壳深部发生岩浆侵入.减薄陆壳莫霍面平均埋深为21.9 km,地壳平均厚度约20.2 km;正常洋壳莫霍面平均埋深为12.0 km,地壳平均厚度为8.1 km,洋陆过渡带莫霍面埋深和地壳厚度急剧变化,其宽度大致介于46～99 km之间.南海北部磁异常条带和自由空间重力异常分布,验证了本文确定的洋陆过渡带范围的合理性.综合分析认为,南海北部洋陆过渡带的特征介于典型火山型与非火山型之间.     

地壳“轧展效应”与海底扩张及大陆漂移

作为板块运动的驱动力“地幔对流”假说,仍然是当代地球科学中一个亟待解决的全球性重大课题。近廿多年来,为什么该假说从理论到观测仍得不到肯定的结论,作者认为其原因主要是研究该课题的着眼点有问题。到目前为止,几乎全部有关板块运动驱动力源的研究,都把着眼点集中在地球内部。 作者的思路恰恰相反,从地球外部寻求驱动板块运动的力源,根据地壳“轧展效应”假说,太阳及其地球的运行规律正好组成一个类似一般轧制的“轧机”,地壳像“轧件”一样在“轧制力”(光压)的作用下必将受到“轧制”并在其地壳内部产生应力、应变和应力波。作者分析了地壳“板带”内产生的应力、应变和应力波的传递方向和分布特征,并以此理论从成因机制上解释了如非洲大裂谷的形成。太平洋的海底扩张及其特征、大陆漂移(非洲与南美洲之间距离的增加)等地球科学中的重大问题。     

南大西洋洋中脊板块构造运动过程:古地磁的约束

海底磁异常的形态与洋中脊两侧板块的微运动或变形密切相关.因此,这方面的研究可为确定板块运动的演化历史、小尺度的动力学过程以及洋中脊分段的机制等提供重要约束.本文对南大西洋一段洋中脊(31°S—34.5°S)两侧的磁异常的偏度进行了系统研究.结果表明研究区域内扩张方向并不总是垂直于洋中脊走向,并且研究区域不同剖面的扩张方向也不一致,具体表现为从北向南,平均扩张方向逐渐增加,依次为33.6°±5.3°、62.8°±13.0°以及94.3°±8.0°.这表明洋中脊的倾斜扩张机制具有复杂性,初步解释应该与转换断层的剪切应力增加有关.深部辉长岩层倾斜和扩张速率不对称性对海底磁异常偏度的影响值得深入研究.另外,由北向南确定的欧拉极向东移动,表明洋中脊两侧的板块在6.5 Ma期间存在剧烈形变.     

海底磁异常条带研究综述

海底磁异常条带对研究洋壳结构及其运动学过程、地磁场变化及相关地球内部动力学过程、以及海洋矿产资源分布等具有重要意义.在过去几十年中,国内外学者对以上问题进行了系统的研究,取得了很多巨大的成果.本文将对这些成果进行综述,首先介绍海底磁异常数据的获取和采集流程,以及几种典型的海底磁异常条带的模型.然后深入讨论磁性条带的地质应用,主要包括地磁极性年表的建立,板块运动,磁异常的形状分析以及探测热液区等.接着介绍国内学者利用海底磁异常,在南海深海盆地的扩张和演化历史研究中的重要进展.最后对研究遇到的相关难点进行回顾与展望.     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Earthquake Engineering and Engineering Vibration Aims And Scope

正This journal is established by the Institute of Engineering Mechanics(IEM),China Earthquake Administration,to promote scientific exchange between Chinese and foreign scientists and engineers so as to improve the theory and practice of earthquake hazards mitigation,preparedness,and recovery.To accomplish this purpose,the journal aims to attract a balanced number of papers between Chinese and     

Foreword

Destructive earthquakes have caused great damage in China and the United States and collapsing buildings havecaused many deaths and injuries. The field of earthquake engineering studies earthquake hazards, the occurrence ofearthquakes of various magnitudes, the nature of the ground shaking during an earthquake, the vibration of structuresduring earthquakes, the strengthening of existing structures and the design of new structures to be earthquake resistant,and finally, how to cope with earthquake damage and restore a city to normal functioning. Such efforts are in progressin both countries, but unfortunately, the language barrier interferes with the free flow of information between China andthe Untied States. It would be mutually beneficial if some means could be developed to promote the exchangeof information across the Pacific Ocean. This new journal has been established for this purpose and its success willbe an important step in promoting earthquake engineering in China and the United States.     

WORLD ASSOCIATION FOR SEDIMENTATION AND EROSION RESEARCH(WASER)

正President:Giampaolo Di Silvio,Italy Vice Presidents:Ulrich C.E.Zanke,Germany Zhao-yin Wang,China The World Association for Sedimentation and Erosion Research(WASER),inaugurated on Oct.19,2004,is an independent non-governmental,non-profit organization.The mission of WASER is to promote international co-operation on the study     

Enhancing remote sensing research on global change to improve our understanding on Earth system processes

正Global Change includes climate change and other environmental changes caused by the joint interaction among various layers of Earth. From the positive side, global change provides new opportunities to human and other living forms on Earth. In the meantime, it creates tremendous challenges and negative impact. At present, the negative impacts have reached all primary processes of the global ecosystem and every aspect of human society, especially causing degradation of the ecosystem. For instance, intensive deforestation causes decline of biodiversity; global warming causes sea level rise and increases     

SCIENCE CHINA Earth Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

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