地幔对流中的科里奥利力

马宗晋认为，岩石圈的西向漂移和地幔东向运动的定向性显示了地球自转变化的导向作用。本文证明，地球自转中的一种惯性力－科里奥利力是产生地球各圈层差异旋转的原因。     

地幔对流研究的一些新进展

地震学，地球动力学研究倾向于全地幔对流模型；地球化学研究则支持分层地幔对流。无论是简单的全地幔对流模型或分层地幔对流模型，都不能完全解释全部观测事实，为了协调二者的矛盾，人们提出了一些其它混合类模型，其中最有影响的是最近的拉瓦灯（Lava lamp)模型，这类模型目前尚缺乏有力的直接观测支持，因此，还需要随着高精度观测资料的积累和综合分析的深入，进一步完善和改进。     

地幔对流与板块构造的研究进展

地幔物质对流是板块构造以及岩石圈中许多地质活动 ,如大陆漂移、地震、火山、造山作用等现象的起因。尽管已经开展了多年的研究 ,但到目前为止还不能很好地解释许多板块—地幔系统的基本问题 :第一个问题是地球板块运动的机制 ,这个问题很复杂 ,它涉及到岩石的诸多变形机理 ,从脆性断裂一直到粘性蠕变 ,这与压力、温度、应力差等因素有关 ,另外还有一些因素现在还不能够确定 ;第二个问题是不同地方喷出的岩浆的组分有变化 ,这个现象表明在地幔的不同位置物质成分有变化 ,这与地幔中存在全地幔物质对流的现象有矛盾 ,因为全地幔对流物质运动…     

地幔对流及其对地壳表层拉张盆地的影响

回顾近十年来在地幔对流方面的最新研究进展,阐述了板块俯冲后在地幔中的演化特征,以及地幔上升流即地幔柱的驱动机制和地质效应。特别介绍了地幔柱对地壳表层拉张盆地形成和充填过程的影响。进一步探讨了地幔柱活动在济阳坳陷的地质表现及其引发的火山岩浆活动、碎屑充填特征。认为盆地演化的阶段性间接反映了地幔对流的阶段性。     

地球内部热起源的理论

在由长期冷凝及放射性元素衰变所产生的热中加入重力起 减少赖以维持地对流的热能损耗与热能产量之间的差异。这种未被广泛认识到的热源来自于席状地幔柱从核幔边界附近上升时的粘滞摩擦,并引起地震,造山及火山活动。由于地幔柱中重馏分ＦｅＯ被地核顶部的熔融铁质所吸收,热柱中生成的摩擦热与重务热能的损失是相等的。将地幔物质放在用激光加热的金刚石压力计内,并施加以地下６７０ｋｍ地地震膛连续面 近的温压条件,则它会转     

白垩纪大火成岩省与地幔对流

白垩纪事件是全球非常明显和重要的一次地质突发事件,包括洋壳的超巨量形成,地磁正超时达41Ma之久(124~83 Ma),海水温度大幅度升高,黑色页岩沉积和石油形成的大量增长,海平面的快速上升,大气CO2水平的急剧升高,以及伴生的生物灭绝事件等。中—新生代的大火成岩省与冈瓦纳超大陆的裂解伴生,是超级地幔热柱产生的结果,而与欧亚超大陆的形成伴生分散火成岩省,是超级冷地幔下降流的结果,两者的联合构成全地幔对流的格局。全地幔对流模型为白垩纪地质演化、生物演化和环境演化的突变提供地球深部过程的约束。     

地幔对流的数值模拟方法

地幔对流的数值模拟研究为理解地壳运动、地幔内部的性质和地球的动力学机制提供了手段。笔者回顾了地幔对流数值模拟的发展,总结了各种常用的描述地幔对流的数学模型,边界条件以及数值解法。分析了级数展开方法,有限差分方法,有限元方法和多重网格方法的性质和特点,针对某些方法编写了二维地幔对流的计算机软件,使用了实际的地质参数,无穷大的Ｐｒａｎｄｔｌ数,在１０４到１０７之间的Ｒａｙｌｅｉｇｈ数,并给出了数值结果和地质解释。     

天然金刚石——3000Ma以来上地幔未参与对流的物证

大颗粒天然金刚石是在深度 15 0～ 2 0 0ｋｍ(有些可达到30 0～ 4 5 0ｋｍ )深度的上地幔中经过几十亿年时间生长形成的。 1977年 ,Ｋｒａｍｅｒｓ对南非Ｆｉｎｓｃｈ和Ｐｒｅｍｉｅｒ矿山金刚石中硫化物包裹体的年龄测定 ,获得了 >2 0 0 0Ｍａ的模式年龄 ,而金伯利岩侵位于 90Ｍａ。 1984年 ,Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ测定了Ｋｉｍｂｅｒｌｅｙ和Ｆｉｎｓｃｈ金刚石中石榴石包裹体的Ｒｂ Ｓｒ和Ｓｍ Ｎｄ模式年龄 ,均为太古宙 (32 0 0～ 330 0Ｍａ)结晶产物 ,它们的寄主岩侵位于中生代。金刚石在生长过程中对 ｐ ,Ｔ ,ｆ(Ｏ2 )及碳饱和程度等环…     

伴随数据同化方法及其在地幔对流中的应用

伴随数据同化方法是一个基于梯度法的反演技巧,尤其适用于对非线性问题的反演。最近几年里,该方法在地球物理问题中的应用取得了长足发展。文中试图从理论推导到其在地幔对流中的应用对该方法进行系统阐述,并附例图加以说明。伴随数据同化方法的基础是扰动理论,将模型输出与观测值的差别归因于模型输入中存在的误差,而该输入误差可以通过输出误差的最小二乘对输入条件的一阶倒数(梯度)来表示,这个联系就称作伴随算子。非线性问题的反演需要用到多次迭代;对输入误差的预估程度会直接影响计算和结果收敛的速度。作为描述当前地幔结构最有力证据的地震层析成像技术的不断进步,不论是在区域还是全球尺度上,都为地幔对流的反演提供了一个出发点。通过进一步同化或者比较相关的地质学证据特别是地表动力沉降观测,地幔对流反演可以克服目前仍然存在的地幔动力学各参数的不确定性的影响,从而进一步揭示壳幔系统的动力学机制。讨论的一个实际的例子是如何使用该方法反推出Farallon板块于晚白垩世时期在北美板块下的平俯冲过程以及该研究所导致的地球物理学及地质学意义。     

地球内部物理和演化的几个核心论题：Ⅱ地球动力体系

生成于岩石圈底部的“大陆根”与地幔羽的形成过程有关,其主要证据来自3－D地震成象和实验、数值模拟结果。地幔上涌和地幔下涌分别代表高温、低速带和低温、高速带。长波长的地幔构造与表层构造特征相关,地球内部边界层－热边界层或化学边界层将对全球动力体系产生直接或间接的效应。因此,深入研究这些边界层的结构、形态、热力学和物理化学特性,对解决地幔整体对流与成层对流体系中某些相冲突的问题具有关键意义。全球地震成象和深源地震资料表明,某些破碎的早期俯冲板片可能连续或间断性地下沉到核－幔边界处,并返回到起源于该边界层的地幔羽中。今后的任务不是重提地幔整体对流或是成层对流的问题．而是如何建立两者的统一模式。整体地幔对流体系在时间和空间演化过程中与成层对流、局部小规模对流或次生对流相伴生的理论、实验和数值模拟将是地球动力学研究的主要趋势。     

岩浆活动旋回与地球多层对流系统

从地球历史的节律角度讨论岩浆活动旋回。岩浆活动旋回可按时间与空间分出相对应的不同尺度，进而可与深度尺度不同的地球多层对流系统相互对应，从而给予了岩浆活动旋回的动力学意义。岩浆活动的时间周期愈长，空间尺度亦愈大，需要的维持岩浆源存在的热能，挥发分供给的数量与度谱愈大。     

高温壁面与煤内自然对流传热分析

为研究煤内自然对流流动和换热的实质,在重力场中由高温壁面对煤内自然对流的驱动力进行了进一步分析。以高温壁面煤内自然对流为研究对象,采用整场求解法分析了高温壁面内煤的温度场和流场随Rayleigh数的变化。数值研究结果表明:强化传热时宜使高密度流体在上部,低密度流体在下部;削弱传热时宜使低密度流体在上部,高密度流体在下部;随着Ra增加,煤内对流增强且对流强度分布愈来愈不均匀;高温热源的不均匀性是影响对流形成的主要因素之一;当Ra很小时,当煤内对流作用较弱时,热的传输主要依靠传导作用,随着Ra数逐渐增大,对流作用增强,它成为热传输的主要动力。这为煤自然对流传热控制提供了一定的理论依据。     

地幔动力学与板块俯冲

通过地幔粘滞性及粘滞结构、地幔热状态、地幔热生成三个方面，探讨了地幔物质发生对流的物理背景，并归纳出地幔对流模式热动力系统，在此基础上剖柏了地幔对流和现代板块构造的直接联系。     

岩浆活动旋回与地球多层对流系统

从地球历史的节律角度讨论岩浆活动旋回。岩浆活动旋回可按时间与空间分出相互对应的不同尺度，进而可与深度尺度不同的地球多层对流系统相互对应，从而给予了岩浆活动旋回的动力学意义。岩浆活动的时间周期愈长，空间尺度亦愈大，需要的维持岩浆源存在的热能、挥发分供给的数量与深度亦愈大。     

从大洋中脊反思大陆漂移说——兼论地球膨裂说

本文通过讨论地幔对流的可能性以及大洋中脊的运动方式,证明了大陆漂移说对大陆漂移的源动力的解释仍存在漏洞,并提出大陆漂移源动力与地球膨裂的关系。对大陆漂移说具有补充性。     

俯冲带中的流体作用

俯冲带中的流体作用张泽明（中国地质大学，武汉，４３００７４）俯冲大洋岩石圈主要由洋壳和上覆的沉积岩组成，这两种岩石都不同程度地含有大量流体。但经历了高压变质作用形成的高压蓝片岩或榴辉岩中所含流体极少。这说明在大洋岩石圈的俯冲过程中大量的流体被释放。...     

地下热水运移中自然对流的研究

本文研究了自然对流在地下热运移中的作用和规律，并给出了数值模拟方法。计算结果显示，含水层水温愈高，试验时间愈长，则自然对流作用愈显著。通常情况下模拟地下热水运移时，不应忽略自然对流作用。     

全球地幔三维结构模型及动力学研究新进展

介绍了地幔三维地震模型及地球动力学最新进展，特别是１９９５年７月ＩＵＧＧ第２１届大会展示的新成果。地幔三维速度分布主要由全球数字地震台网资料求得。１００ｋｍ深度速度分布主要与板块构造有关，３５０ｋｍ深度显示了大陆与海洋的差异，１９００ｋｍ深度表现环太平洋的高速异常带。