中国大陆科学钻探场址区的地壳速度结构特征

为了深入研究大别—苏鲁超高压变质带的深部结构及空间展布特征, 进一步揭示该超高压变质形成的动力学过程, 在中国大陆科学钻探场址区进行了广角反射/折射地震测深调查.根据广角反射/折射地震测深的资料研究, 建立了中国大陆科学钻探场址区的地壳纵波速度结构.从纵向上来看, 研究区域的地壳结构可划分为上、中、下3层: 上地壳的速度小于6.2 0km/s, 厚10余km; 中地壳的速度为6.4 0km/s, 厚亦为10km左右; 下地壳的速度为6.6 0km/s.地壳厚度为31km左右, 且其地壳的平均速度为6.30km/s.上地壳中的速度倒转指示了超高压变质体在地壳内部的空间分布, 且超高压变质体在大陆科学钻探场址及其附近的下部呈现为一隆起形态.      

青藏高原北部的碰撞造山及深部动力学——中法地学合作研究新进展

本文展示了中法1995～2000年青藏高原北部地学研究的如下主要新进展：①完成8000km长的青藏高原北部及中部天然地震岩石圈探测剖面，确定若干条岩石圈断裂，发现与新生代火山喷发有关的青藏高原中部深处的低速、低密度体，塔里木地块俯冲于阿尔金山之下；②提出阿尔金断裂形成于220～240Ma和左行平移400km的科学依据及确定其新生代变形量；③确定祁连南缘350km长的高压-超高压变质带，提出其可能代表早古生代时期北中国板块与扬子板块之间西部界限的新认识；④根据加里东期蛇绿岩、花岗岩及俯冲杂岩带的新发现，初步建立了古碰撞造山格架；⑤提出高原隆升的“地幔底辟和内向陆内俯冲”的新假设。     

用天然地震探测青藏高原中部地壳、上地幔结构

从西藏南部的定日、嘎拉至青海铜铁山的天然地震探测剖面，实际路线长约２０００ｋｍ，布设了约１１０台便携地震仪，记录了数百次远震和近震事件，采用多种方法进行了资料处理与解释．依据ＳＫＳ，ＰＫＳ，ｐｓ等横波分裂特征计算的青藏高原中部上地幔的地震各向异性表明：研究区各构造单元内的地震各向异性有明显变化，发现上地幔各向异性快速波的偏振方向与造山带的走向不完全一致．在雅江缝合线、崩错－嘉黎、唐古拉山口、昆仑山口几条断裂带处南、北各向异性出现显著的差异，而金沙江缝合线和班公－怒江缝合线的南、北则没有明显的各向异性变化．由Ｐ波走时残差，利用层析技术反演了４００ｋｍ深度内的速度图像，可以看出近地表１００ｋｍ范围内速度的不均匀变化与地表划分的构造单元很吻合，进一步佐证了青藏高原是由不同时期的微板块拼合而成的认识．在青藏高原中部１５０ｋｍ深度以下发现了多处低速区．在金沙江缝合带下方约２００ｋｍ深度处有一长２５０ｋｍ以上、延伸１５０ｋｍ的低速体，推测可能是一地幔柱．利用ＰＳ转换波划分的界面，显示出青藏高原北部具有低速层和高速层交替出现的地壳结构．     

大陆科学钻探选址与钻探实验

围绕中国大陆动力学基础地质研究的重大关键问题--板块汇聚边界的深部动力学、重要的矿产资源集聚区的成矿背景、成矿条件和深部找矿前景、盆山结合带对油气资源制约以及火山地质灾害预防等方面开展地质、地球物理研究、大比例尺地质调查科研填图和科学钻探选址预研究.在此基础上,运用不同技术方案在条件成熟的选区实施7口先导孔的科学钻探;...     

暗物质暗能量与地球动力学

近年来世界重大科技进展中,"暗物质"与"暗能量"始终是关注的焦点。暗物质无法用肉眼看见,意味着它们不能发射电磁波,只能通过引力产生的效应知道它的存在。暗能量是一种不可见的、充溢空间、具有负压强的能量。这种负压强在长距离类似于一种反引力。宇宙中所有的恒星和行星的运动都是由暗能量与万有引力来推动的。但是虽然天体物理对暗物质与暗能量的研究有长足进步,并且尽管它与地球科学密切相关,但是在国内地学界对这个问题却少人顾及。本文引用、抄录、梳理已有暗物质与暗能量文献,对暗物质与暗能量作一初略的介绍,并试图以此观点出发,对地球演化中动力学问题进行探讨。我们认为,地球内的暗能量是推动地球构造演化的主要原动力,它对地球演化的主要效应是使地球膨胀。地球的膨胀引发了其他许多地质作用和效应。文中以青藏高原、秦岭造山带及东南亚西太平洋为例,说明在地球物理研究中都未发现其俯冲的迹象,它们应是暗能量驱动地球膨胀造成的造山带。     

青藏高原及其部分邻区地震各向异性和土地幔特征

通过研究在青藏高原及其部分邻区由三分量宽频地震资料获得的剪切波各向异性的特征，得出了上地幔构造的若干认识，在本区200km以上的上地幔范围内各向异性的方向性变化主要是上地幔物质运移方向的影响，各地体的岩石圈与地壳在相当长时间内是连贯的运移，各向异性的主要方向决定于上地幔承受的主应力剪切作用方向常常与地表的山系和构造方向不一致，最强的各向异性特征出现在高速体地体边缘，与深部热的地幔物质有关，在各地体边缘的走滑断裂附近各向异性与断裂带走向一致。     

阿尔金断裂带附近地壳结构的接收函数成像及其地球动力学意义

利用中法1995年布设在跨过阿尔金断裂剖面上的18个流动三分量地震台站记录到的近5个月的天然地震记录,经筛选得到533个高质量接收函数。通过速度分析和接收函数成像处理,得到了阿尔金断裂附近地壳结构的清晰图像。塔里木盆地的Moho界面非常清楚,近水平地位于~44km深度上。该界面以低缓的角度一直向南延伸到了阿尔金断裂附近的~70km的深度。阿尔金断裂以南柴达木盆地下面的Moho界面也十分清楚,近水平地位于~55km的深度上,在阿尔金断裂附近存在向上挠曲,并抬升到了~45km的深度上。在阿尔金断裂下方,Moho界面存在~15km的错断。塔里木盆地Moho之下还存在另一个震相,我们解释为沉积层多次波与可能来自Hales间断面转换波的复合震相。接收函数成像结果表明阿尔金断裂是一个超壳的岩石圈断裂,具有比较直立的产状和很狭窄的剪切变形带。根据这些结果,我们推测塔里木的下地壳可能要比柴达木的下地壳更硬,柴达木地壳增厚的原因可以部分归结于它有一个相对弱的下地壳,青藏高原隆升没有扩展到塔里木盆地是因为塔里木盆地具有更刚性的下地壳和岩石圈地幔。高原北部地壳变形应该是所谓青藏高原隆升的“硬”变形模式(Tapponnieretal...     

新疆富蕴--库尔勒剖面接收函数方法获得的地壳上地幔结构成像

利用远震接收函数方法处理宽频地震探测数据获得富蕴-库尔勒剖面地壳上地幔结构转换波成像.中天山南缘断裂下方自南向北Moho转换界面具有向北倾斜的特征,且此转换界面有间断,深度逐步由50 km加大到60～70 km.北天山北缘断裂北部下方相对连续的转换界面明显以较小的幅度向南俯冲延伸到80～90 km深度.中天山南缘断裂到乌鲁木齐之间,除间断、斜交和叠置的Moho转换界面外,还可见其他转换界面.乌鲁木齐以北,进入准噶尔盆地Moho转换界面相对平缓深度在50 km上下,最深处靠近天山附近.天山Moho面的加深、重叠以及地震发生的深度表明本区天山构造活动较强,天山的山根深度近100 km.相对于天山西段本区南北向的推挤作用明显减弱.     

阿尔金断裂带地壳和上地幔结构的P波层析成像

阿尔金断裂是青藏高原西北边缘最主要的断裂．天然地震P波层析成像结果揭示了阿尔金断裂（严格地说这里指阿尔金断裂中部,下同）为一条宽约40km左右的低速带,并以比较直立的产状向下延伸至150km左右深度．结果同时显示塔里木岩石圈曾经挤入到柴达木盆地下面,并受到后来发育起来的阿尔金断裂的切割．本次研究结果支持青藏高原中北部上地幔热物质参与了支撑高原高海拔地形的重力均衡作用的假设。     

青海茫崖—新疆若羌地震探测剖面及其深部构造的研究

穿越ＮＥ向阿尔金断裂带,首次进行了天然地震探测获取了大量远震与近震资料,对数据进行了层析分析,接收函数和震源定位的研究。提供了阿尔金断裂深部构造的新资料。地震层析资料表明,软流圈的大致深度在１００ｋｍ。地壳各部位的速度特征有较大差异,推断南缘断裂产状较陡。沿此断裂出现的幔源物质,在层析图象上呈低速体。