Unconformity-like Reflection Pattern under the Moho in the Sulu Area

1.IntroductionSincethediscoveryofcoesiteandndcrodiamond,theDabie-Suluultra-highPressure(UHP)meta-morphicbelthasbeenattractingworldwideattentionsofgeoscientists.Studyingthisoutstandinggeologicalregionmaygreatlyenhanceourunderstandingofmetamorphism,deepeffectsofcontinentalcollisionandgeodynandcsinconvergentplateboundaries.Thestudymayalsobeveryhelpfultoprovideevidencetorevealinteractionbetweenthecrustandthemantle,andtheformationofnewtypesofdiamonddeposits.EncouragedbytheinternationalContinenta…     

Radiogenic heat production in the lithosphere of Sulu ultrahigh-pressure metamorphic belt

The Chinese Continental Scientific Drilling (CCSD) project is located at the Sulu ultrahigh-pressure metamorphic (UHPM) belt. It offers a unique opportunity for studying the radiogenic heat production of both shallower and deeper rocks. Based on the concentrations of radiogenic elements U, Th and K on 349 samples from main hole of CCSD (CCSD MH), pilot holes and exposures, we determined radiogenic heat productions of all major rock types in the Sulu UHPM belt. Results show the mean values of orthogneiss and paragneiss are respectively 1.65 ± 0.81 and 1.24 ± 0.61 µW m^? 3. Due to different composition and grade of retrogressive metamorphism, the eclogites display significant scatter in radiogenic heat production, ranging from 0.01 to 2.85 µW m^? 3, with a mean of 0.44 ± 0.55 µW m^? 3. The radiogenic heat production in ultramafic rocks also varies within a large range of 0.02 to 1.76 µW m^? 3, and the average turns out to be 0.18 ± 0.31 µW m^? 3. Based on the measurements and crustal petrologic model, the vertical distribution model of heat production in Sulu crust is established. The resulting mean heat production (0.76 µW m^? 3) contributes 24 mW m^? 2 to the surface heat flow. 1-D thermal model indicates that the temperature at the Moho reaches above 750 °C, and the thermal thickness of the lithosphere is ~ 75 km, in good agreement with the geophysical results. The high teat flow (~ 75 mW m^? 2) together with thin lithosphere presents strong support for the extension events during the late Cretaceous and Cenozoic.     

Lithospheric seismic fabrics of Sulu ultrahigh-pressure metamorphic belt

The Sulu UHP belt is a regional metamorphic belt,consisting of mainly gneisses. It also shows the ex-posed mountain root of a collisional orogenic belt. Themountain root means the thickened crust during theTriassic collision between the Yangtze andSino-Korean cratons. In the Mesozoic, entire easternChine underwent extensive magmatism and volcanism,which caused great changes of lithospheric composi-tion and structures, and leaved some signatures in deepseismic reflection profiles. In recent…     

岩石圈和上地幔的热—化学结构概率反演——以LitMod1D为例

本文介绍了一种一维联合多种地球物理数据的概率反演方法 Lit Mod1D的基本原理及应用。该联合反演方法结合了地球物理学与岩石学的正演模拟,将岩石学、矿物物理学、地球化学、以及地球物理学等观测数据限定在一个自适应的热—动力学框架下,通过解热传导、热力学、重力势、流变学和地壳均衡等方程,获得岩石圈及上地幔深部(地表到410 km不连续面)的热、组分及地震波速度等结构。Lit Mod1D基于贝叶斯框架进行反演,使用马尔可夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)随机搜索方法,最终得到的岩石圈及上地幔深部的热—化学结构不仅能够很好的拟合各种地球物理数据,同时,由于不同的地球物理观测数据对于不同深度的组分或/和热结构异常有着不同的敏感度,因此相比于单独反演降低了反演的不确定性。我们选取了华北克拉通的阳原和狼山测点作为介绍该方法的应用实例,其中克拉通东部的阳原测点之下显示了一个热的、薄的岩石圈地幔,而西部的狼山测点则显示了一个冷的、相对较厚的岩石圈地幔,对应了华北克拉通岩石圈地幔减薄的空间变化。反演的Mg#值与相应地区的捕虏体有很好的一致性,两处均不存在亏损岩石圈地幔,说明其岩石圈地幔已被新生饱满地幔置换了。     

Decomposition of the unsteady wave patterns for Bessho form translating-pulsating source green function

In order to interpret the physical feature of Bessho form translating-pulsating source Green function, the phase function is extracted from the integral representation and stationary-phase analysis is carried out in this paper. The complex characteristics of the integral variable and segmentation of the integral intervals are discussed in m complex plane. In θ space, the interval [-π/2+φ,-π/2+φ-iε] is dominant in the near-field flow, and there is a one-to-one correspondence between the real intervals in m space and the unsteady wave patterns in far field. If 4τ1(τ is the Brard number), there are three kinds of propagation wave patterns such as ring-fan wave pattern, fan wave pattern and inner V wave pattern, and if 04τ1, a ring wave pattern, an outer V and inner V wave pattern are presented in far field. The ring-fan or ring wave pattern corresponds to the interval [-π+α,-π/2+φ] for integral terms about k2, and the fan or outer V wave pattern and inner V wave pattern correspond to [-π+α,-π/2) and(-π/2,-π/2+φ] respectively for terms about k1. Numerical result shows that it is beneficial to decompose the unsteady wave patterns under the condition of τ≠0 by converting the integral variable θ to m. In addition, the constant-phase curve equations are derived when the source is performing only pulsating or translating.     

太行山构造带及其以东地区上地幔地震层析成像

基于首都圈地区及河北邯郸台网共115个台站记录的地方震、近震和远震P波和S波走时,利用地震层析成像技术得到了太行山构造带及其以东地区下方300km深度范围内的P、S波速度结构。结果发现沿太行山构造带速度结构在上地幔中存在明显的横向不均匀性,其南、中、北段显示了各自不同的构造特征。太行山以东盆地区岩石圈厚度较薄,在约80km深度进入地幔软流层,但在160km深度下,P波和S波速度结构呈现较大差异,其中P波在华北东部地区逐渐以高速为主,而S波速度剖面上虽然低速体被切割,但仍然保持了大部分地区的相对低速。深部结构揭示,太行山中段受华北地区岩石圈减薄过程作用最为强烈,其速度结构与盆地区更为相似。而南段构造作用与浅部断裂关系明显,深部可能更多地保留了构造造山带岩石圈厚度大,高速介质多的特征。太行山北段处于多构造交界地区,速度结构比较复杂,部分S波低速区可能与深部地幔物质上涌作用有关。     

塔河油田奥陶系海西早期、加里东中期岩溶对比研究

塔河油田为我国第一个、第一大古生界海相大油田,奥陶系是最主要的层位,产量占塔河油田总产量的75%以上,海西早期、加里东中期岩溶作用对塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层的形成和分布具有重要的控制作用。通过岩溶的平面分布、缝洞充填物类型、古生物、锶同位素、碳、氧同位素、稀土元素、包裹体、荧光等可以区分海西早期岩溶和加里东中期岩溶;海西早期岩溶古地貌起伏较大,对储层具有明显的控制作用,加里东中期岩溶古地貌总体起伏较小,对储层的控制作用不明显。海西早期岩溶主要受构造、不整合面、古地貌和岩性的控制,其中构造是最重要的因素;加里东中期岩溶主要受构造、加里东中期Ⅰ、Ⅱ幕不整合面、岩性的控制,具有明显的断控和层控特征,最后对海西早期、加里东中期岩溶有利储层分布区进行了预测。     

中—新生代东北和华北的洋陆转换作用

本文对西太平洋的洋—陆转换作用进行探讨。西太平洋洋—陆转换带在中国东部可分为华南、华北—黄海和东北3个区段。东北地区中—新生代洋—陆转换作用涉及古今太平洋板块和蒙古—鄂霍茨克洋板块两方面俯冲作用的影响,产生大面积中基性岩浆和火山活动,从侏罗纪一直延伸到现在。不同于东北和华南地区,华北—黄海有克拉通型的岩石圈,在晚侏罗世—新近纪因为太平洋板块的大角度旋转造成软流圈低黏度物质上涌,和地壳拉张与幔源岩浆的底侵,造成上地壳裂谷型沉积盆地。燕山地区在侏罗纪与东北地区类似,有强烈的软流圈上涌和岩石圈岩石部分熔融,产生强烈岩浆活动。在白垩纪到新生代,因为蒙古—鄂霍茨克洋闭合和太平洋板块大角度旋转,发生沿蒙古—鄂霍茨克洋的转换断层的拉张,产生从南蒙古过锡林浩特的NW向玄武质岩浆和火山带。洋—陆转换带不同区段有不同的动力学作用演化过程,与先期岩石圈的性质、大洋板块俯冲带的分布、方向变化和俯冲持续时间、以及后期俯冲带后撤作用都有密切关系。洋—陆转换作用的统一后果是大陆的增生,但是不同区段大陆增生和物质运动的模式是不一样的。     

揭开南岭地壳形成演化之谜

南岭的形成演化目前尚不清楚,作为板内造山的一个典型,研究南岭地区的地壳构造对大陆动力学有重要意义。本文对南岭地区重力异常进行了多尺度密度反演,首先利用小波变换对重力异常进行多尺度分解,接着利用功率谱分析方法估算各等效层场源的平均深度,然后利用广义线性反演方法进行各层密度反演,取得区域地壳多个深度上的密度扰动图像。用小波变换多尺度分析和三维密度结构反演确定了南岭中上地壳存在独立的构造单元,它具有低密度性质,反映区域规模的大花岗岩基。南岭中上地壳的构造单元位于北纬24°～26°,东经100°～116°,深达22 km左右。深度22 km以下南岭地壳低密度带与武夷低密度带连通为武夷—云开构造带。南岭最终形成与100 Ma以前特提斯洋俯冲和亚欧板块与加里曼丹地体的陆岛碰撞直接有关。同期发生的区域规模的燕山晚期南岭花岗岩基对应特提斯洋向华南俯冲的第二岩浆带。基于地球物理资料提出的这个陆岛俯冲碰撞假说能否成立,还需要更多岩石学的直接证据证实。     

浅地幔系统的组成和属性相态

板块构造学说根据构造的活动性划分单元,不考虑单元是否同质。浅地幔系统考虑了系统组成单元的异质性和动力来源,适合于系统的能量和物质运动总体规律的研究。把地球系统地划分为地球表面、浅地幔、地幔对流和地核四个子系统,地球系统就完整了。浅地幔子系统由四个不同质的的单元相互作用组成,它们是大洋岩石圈、大陆岩石圈、洋陆转换带岩石圈和软流圈,它们是不同质的。地震层析成像结果支持这种单元划分。系统作用反映了大洋岩石圈与大陆岩石圈的相互博弈,洋陆转换带是洋底扩张和大陆增生之间博弈的主要战场和阻尼器。软流圈是地幔对流的顶层,也是系统的能量库和主要动力来源。在深度200 km以下,软流圈的物质运动已经与板块运动模式分离。软流圈物质运动主要是大尺度的蠕动,也包括流体的析出和渗透,局部岩浆的集结和上涌。岩石圈板块浮在蠕动的软流圈之上,软流圈地幔的热流体可以通过岩石圈地幔黏度较小的区域向上渗透。同时,在重力作用下,岩石圈黏度大的物质也可以向下运动,拆沉到软流圈底部。从目前的成像结果可以看到,对于地球表面难以观察的软流圈和地下深部,对比三维的地震波速和电阻率扰动图像,可以获得关于物质运动的信息,认知已经发生在地壳和上地幔的物质运动特征。