芬诺斯堪的亚古陆的地壳演化——古地磁证据

芬诺斯堪的亚古陆从太古代到第三纪的古地磁极是依照和运用修改过的Bridar-Puff分类计算法得到的。应用这种新的“滤波”方法,可筛选出那些最好的、最可靠的作为分析用的磁极。采用这种滤波法应考虑下列情况:1.岩石单元的层位;2.岩石的年令;3.磁化组分的年代;4.古地磁方向的散布;5.天然     

在东南芬诺斯堪的亚沿DSS部面进行地壳构造的对比

在取之横穿东南芬诺斯堪的亚地盾深地震测深剖面的资料的基础上,我们讨论了karelian和Svecofennian省的地壳构造的主要特征。这些资料显示出在古老的karelian地质区,地壳较薄(大约40km),平均速度较低(大约6.4km/s),且莫霍界面呈明显的不连续性,产生强反射。下地壳中的高速层,如果存在的话也很薄。在年轻的Svecofennian地质区,     

冰川均衡调整(GIA)的研究

冰川均衡调整对固体地球物理学、大地测量学、地貌学、海洋学、冰川学、气候变化、水资源、天文学和考古学等学科具有重要的意义,通过其综述性介绍,以吸引我国地学界的注意和兴趣.本文结合作者和国内外研究成果,全方位地阐述了冰川均衡调整研究的完整内涵,首先给出了冰川均衡调整的完整概念,探讨了冰川均衡调整对冰后地壳运动、全球海平面变化、地球重力场、地球旋转运动和应力状态的影响,再分析了冰川均衡调整研究的科学目标和冰川均衡调整研究的历史与现状,最后指出了冰川均衡调整研究的未来发展方向.     

冰川均衡调整对东亚重力和海平面变化的影响

新的全球冰川均衡调整(GIA)模型RF3L20(β=0.4)+ICE-4G考虑了地幔黏滞度沿横向的变化,其黏滞度参数得到大地测量、历史相对海平面变化观测和地震剪切波层析模型的较好约束.本文利用该模型预测了东亚现今重力变化和海平面变化,根据当前末次冰川时空变化和黏滞度参考模型中下地幔下部黏滞度认识的差异,评估了预测的不确定性.结果表明,GIA对东亚地区重力场和海平面长期变化有显著的影响:例如,在哈尔滨、长春、泰安、蓟县、郑州、武汉等测站,GIA重力影响达几十纳伽,可用超导重力仪和未来原子重力仪观测出来;在东亚大陆GIA对GRACE监测的等效水柱长期变化的影响为3%~10%,其中青藏高原西部、华北和三峡地区的影响较大.在东海—太平洋区,GIA的相对影响高达20%~40%;GIA使东亚海域绝对海平面以0.27~0.37 mm/a的速率在长期下降,在黄海、东海卫星测高监测的绝对海平面长期变化中,GIA的相对影响分别达6.9%和7.5%;在58个验潮站,平均相对海平面长期上升速率为2.22 mm/a,GIA影响为-0.17 mm/a,其中14个测站GIA的影响达-0.3~-0.4 mm/a.本文GIA预测的结果,对在东亚地区发现弱的地球动力学过程信号、监测水质量长期变化、监测海平面长期变化和分析其机制,提供精密的改正模型.     

大地测量观测和相对海平面联合约束的冰川均衡调整模型

利用大地测量和历史相对海平面变化数据,结合地震剪切波层析模型,联合确定了新的末次冰期冰川均衡调整（GIA）模型,其中地幔黏滞度不仅沿径向而且沿横向变化.研究思路是,先尝试性地选择比例系数β,利用与地震剪切波速异常的线性关系,计算地幔黏滞度横向扰动,并与横向均匀的黏滞度参考模型叠加给出3D地幔黏滞度模型;再利用耦合拉普拉斯方程的有限元法算法进行GIA预测;然后,重复该过程,直到预测与观测之间的吻合满意为止.主要结论有：（1）给出了横向非均匀的地幔黏滞度模型（RF3L20(β=0.4)）,发现了黏滞度显著的横向非均匀性和其对GIA预测的显著影响,指出横向非均匀不完全是由热效应引起的,可能还与化学组分等其他因素有关,该模型可用于地幔动力学研究.（2）给出了全球现今多种GIA预测速率,可为板块运动、陆地水储量、海水质量变化和冰川冰雪质量非平衡监测提供重要的改正.     

冰川均衡调整对南极冰质量平衡监测的影响及其不确定性

本文研究了新的全球冰川均衡调整(GIA)模型对南极冰盖质量平衡监测的影响,考虑现有冰川负荷模型和地幔黏滞度模型的差异,完整评估了结果的不确定性,最后结合GRACE和卫星测高的结果进行了对比分析.结果表明,GIA对GRACE监测的等效水柱变化有重大影响,较大的GIA影响出现在西南极,沿罗斯冰架-卡姆布冰流-罗尼冰架-南极半岛分布,最大值在卡姆布冰流,达到29.8 mm/a;GIA对南极整体冰质量平衡的影响达到134±28 Gt/a.在不确定性的方差中,西南极和东南极分别以冰负荷模型差异和地幔黏滞度差异影响为主,对整个南极,冰模型差异影响占88.4%;在一些典型地区,GRACE监测的等效水柱在扣除GIA前后分别是,卡姆布冰流~32.8 mm/a和~6.3 mm/a,阿蒙森海湾~-95.3 mm/a和~-102.5 mm/a,Enderby Land~13.6 mm/a和~8.1 mm/a.整个南极冰盖总质量变化在扣除GIA贡献后为-82±29 Gt/a,该估计与卫星测高结果较吻合.此外,GIA对卫星测高监测的冰面高程变化的影响一般不超过8%.本研究为空间大地测量监测南极冰质量平衡提供了新的改正模型.     

基于GPS测站垂向速度的南极地区冰川均衡调整(GIA)模型分析

由于数据稀缺,南极冰川均衡调整(glacial isostatic adjustment, GIA)建模相比北美和北欧古冰盖区域更为困难,现有GIA模型在南极地区还存在较大的不确定性.空间大地测量技术不断发展和进步,为GIA建模提供了外部检核和新的约束.利用GAMIT/GLOBK10.5软件对南极及周边区域73个测站1996～2014年的GPS数据进行解算和平差,并考虑有色噪声估计其地壳垂向运动速度.为了研究不同因素对地壳垂向运动的影响,将GPS测站垂向速度与Argus等(2014)、Thomas等(2011)的GPS结果以及各GIA模型预测结果划分区域进行比较,主要包括南极半岛北部、龙尼-菲尔希纳冰架、阿蒙森海沿岸、罗斯冰架、埃里伯斯火山、西南极内陆、东南极沿海等七个区域,结果表明在南极半岛北部和阿蒙森海沿岸派恩艾兰湾地区存在现今冰雪负荷变化引起的显著地壳弹性抬升,在埃尔伯斯火山区域存在的显著下沉可能与其地下岩浆活动有关,东南极沿海测站垂向运动速度都不显著,其他区域的测站垂向运动主要受到GIA的影响.对文章GPS结果与各GIA模型的相关性和GIA模型的不确定性进行分析,结果表明ICE-6G(VM5a)模型与文章GPS结果的一致性最好,其次是Geruo13模型,而W12a和IJ05_R2系列模型与本文GPS结果一致性相对较差.虽然目前南极GIA模型相比以前版本的模型有了很大改进,但是南极地区GIA建模的状况仍然不容乐观:GIA模型相比北美地区不确定性偏大,在BENN等部分测站上存在较大不符值,在现今冰雪负荷变化显著地区由于弹性改正模型不确定性偏大而缺乏精确GPS约束.     

芬诺斯堪的纳维亚区冰川均衡和长期地壳运动与岩石层和软流层的过程和特性间的关系

最近的冰川加载/卸载周期导致今天见到的地壳变形,象芬诺斯堪的纳维亚(波罗的)地盾的椭圆形上升锥,其中央最大上升高度为830m,周围是沉陷槽.在低粘滞性的软流层(约10~(20)泊)发生了质量流,挠性刚度大(约10~(25)Nm).现代的上升速度呈线性规律,可能受下岩石层内低速带的相边界位移和(或)再调整的激励所控制.长期的地壳运动呈现类似的产状和形状的变形,说明来自岩石层形状的强烈影响. EGT剖面提供了新的独立的观测资料,它们与取自地壳运动的资料似乎完全一致.岩石层的凹陷解释了地壳变形的类似产状和形状的重复性,也解释了呈现高挠性刚度的原因.低枯滞度软流层的记录肯定了根据上升区得出的结论.软流层下边界无变形说明:在软流层内加载/御载完全被其水平流动所补偿,因此,确认了M6rner(1 979a,1980a)的冰川均衡变形模型.