实验地球化学研究进展

实验技术的完善与成熟，使实验地球化学渗透到许多研究领域，从而成为地球化学及相关学科研究不可缺少的手段之一。本文总结了近２０年来国内外实验地球化学在元素的分配行为（分配系数）、高压矿物相与岩石的形成与演化、超高压凝聚态物质性质、超临界条件下岩石－流体相互作用及开放体系下化学地球动力学方面的研究进展及存在的主要问题。     

造山带蠕动应力场格局与后造山伸展作用

在理解岩石圈内部流变分层性和造山带热异常形成与演化多控制因素的基础上，建立了造山带热－应力作用数值模型，研究了不同参数下造山带不同部位蠕动应力场的格局及其演化。其研究结果表明，碰撞终止后岩石圈内部应力调整或热松驰控制了造山带内部不同层次构造样式。在造山带中心，加厚岩石圈在碰撞附加力终止后40Ma，岩石圈应力强度明显减少，可诱发科迪勒拉式后造山伸展作用；在地壳中下层次或岩石圈深部（约40～60km、120～150km）可发生拆沉作用，但非岩石圈地幔的整体拆沉，其动力源自岩石圈套内部相应层位的应力引张；在40Ma以内或在拆沉作用发生前，岩石圈地幔根部及地壳中下层次作为热的应变软化区段，相应控制着Moho面形态及中上地壳构造样式；缝合带及造山带前缘作为应力挤压区，在10Ma可出现局部应力引张，孕育喜马拉雅式伸展。但在宽度巨大的造山带（1000km以上），后造山伸展作用的发生则与带内其它大规模构造活化有关。     

中国大陆动力学研究进展

针对当前地球科学发展正以系统科学理论来探讨地球的性质与行为以及地球各圈层的演化规律与相互作用过程的发展趋势，比较系统地回顾了近２０年来我国大陆动力学在构造地质、地球物理、地质地球化学方面的研究进展，并指出我国大陆动力学研究方向。     

大洋平板俯冲的数值模拟再现:洋–陆汇聚速率影响

利用地球动力学数值模拟方法探讨了洋-陆汇聚时,大洋岩石圈的绝对俯冲速率和上覆大陆岩石圈的向洋绝对逆冲速率对俯冲模式的影响,尤其是上覆大陆的向洋绝对逆冲速率与平板俯冲之间的关系。模型结果显示,对于年龄为40 Ma的含正常洋壳厚度的大洋岩石圈,在初始俯冲角度为现今洋–陆俯冲平均倾角的极小值(19°)条件下,低速大洋俯冲(绝对俯冲速率≤3 cm/a)且上覆大陆岩石圈向洋绝对逆冲速率≥1 cm/a时,具备形成平板俯冲的条件。当中–高速大洋俯冲(绝对俯冲速度3 cm/a)时,在上覆大陆的绝对逆冲速率不小于俯冲速率时可以形成平板俯冲。当增加初始俯冲角度到平均倾角的极大值(36°)时,仅在低速大洋俯冲(绝对俯冲速率≤3 cm/a)且绝对逆冲速率达到10 cm/a时(自然界中基本不存在),才有可能出现平板俯冲,其他情况均表现为陡俯冲。我们的模拟结果表明:(1)较高的大洋岩石圈绝对俯冲速率更容易克服板间耦合作用力而有利于陡俯冲形成;(2)较高的上覆大陆绝对逆冲速率更有利于俯冲板片弯曲而趋向于平板俯冲形成;(3)上覆大陆朝向海沟的逆冲速率会在俯冲板片下方产生水平向陆的地幔流,绝对逆冲速率越大该地幔流越强烈,导致作用于板片下表面的水平剪切分量越大而有利于板片弯折和平板俯冲发生;(4)初始俯冲角度的增加对平板俯冲的形成起到强烈抑制作用。这些能被现今平板俯冲,如具相似洋–陆汇聚速率条件的南美洲西海岸平板俯冲实例所验证。     

大巴山前陆冲断带构造样式和演化过程的数值模拟

由于大巴山地区处于独特的构造背景,拥有丰富的油气资源,正吸引人们开展日益深入的研究。本文通过有限差分方法,利用平面应变的二维弹塑性本构模型,对大巴山前陆冲断带开展了系列数值模拟研究。结果表明,前陆区拥有相对软弱的滑脱层(含膏盐岩的中下三叠统),是大巴山前陆冲断带主滑脱面由后陆向前陆逐渐抬升的主控因素。该滑脱层的分布以及同构造沉积的分布限定了主前缘逆冲断裂(镇巴断裂)的位置,通过该断裂,大巴山后陆的强烈缩短应变由深滑脱层(震旦系下部)向南传递至浅滑脱层(三叠系中下统)。镇巴断裂和城口断裂一起,它们的长期活动性,可能调节了大巴山一半以上的总缩短应变。同构造沉积发生后,前陆区浅层侏罗山式褶皱往前扩展的同时,后陆的先成断裂也继续活动并发生顺时针旋转,构成无序逆冲扩展序列。主要断层的逆冲扩展和经典背驮式不同,缩短应变主要由主断层下盘向后陆深部俯冲来实现。模拟结果和大巴山地质原型的近似程度,说明了利用有限差分软件对地质构造进行模拟的可行性。     

辉长岩的高压部分熔融实验研究

利用天然含水辉长岩在１．５～３．０ＧＰａ,９００℃～１４４０℃条件下进行了高温高压部分熔融实验,系统地分析了辉长岩部分熔融后实验产物的岩石学、矿物学、地球化学特征。获得了１）辉长岩的高压熔融曲线,２）辉长岩在不同压力下熔融时,残留相矿物组合及期间矿物相转变与熔融液相成分（相当于安山岩浆）特征。认识了辉长岩与榴辉岩相间的相变关系;辉长岩－榴辉岩－安山岩之间的内在联系以及高温榴辉岩的可能成因。     

青藏高原中北部热—应力演化及隆升作用机制

本文以青藏简原地质、地球物理资料为基础,模拟了印度河－雅鲁藏布江缝合线至昆中断裂间高原自６０Ｍａ以来热异常形成、演化及珠动应力场分布格局。研究表明,青藏高原中北部（安多以北）在中新世以前以浅部地壳逆冲、叠覆、隆升为特征;而在中新世以后,中下地壳及岩石田底部高热异常的形成与演化及差异应力场格局的调整与变异导致高原整体快速隆升,并相应控制浅部构造样式、Ｍｏｈｏ面的错断、叠覆及岩浆岩时空分布;目前该地区基本维持２０Ｍａ时的应力场和热异常格局,但非稳态岩石田上的地壳正潜伏着发生后造山伸展作用的动力学机因,而安多以南现阶段的高热流特征则可能主要受制于断裂摩擦生热。     

FLAC基本原理及其在地学中的应用

各种数值分析技术的引入与广泛应用 ,对促进地学定量研究的发展作出了重要贡献 (王仁 ,1994 )。由于吸取了早期多种数值方法的优点 ,两种新型的数值分析方法 :拉格朗日元法和流形元法尤其受到关注。本文主要介绍显式差分FLAC(FastLagrangianAnalysisofContinua)基本原理及其在地学中的应用。FLAC最早由美国ItascasConsultingGroup .Inc.开发应用于岩土工程力学计算 (Cundall,1976 ;Morti和Cundall,1982 ) ,现已从FLAC2D拓展到FLAC3D。该方法求解使用了离散模型方法、动态松弛方法和有限差分方法 3种技术(Cundall和Board ,1988;…     

东南亚长山构造带二叠纪-三叠纪岩浆作用及其古特提斯构造意义

长山构造带（简称长山带,Truong Son）是印支陆块北部最大的构造岩浆岩带,保存了大量晚古生代-早中生代的岩浆记录,并被认为与马江古特提斯分支洋/弧后盆地的演化及随后的印支与华南陆块的拼合有关。本文系统综合了该带二叠纪-三叠纪的长英质火成岩数据并分析其岩石成因,阐明马江古特提斯分支洋/弧后盆地的构造演化过程。研究表明早二叠世花岗质岩石来自新底侵的基性岩源区,而早二叠世晚期-晚二叠世的花岗质岩石和流纹岩的源区为古-中元古代变火成岩和变杂砂岩组成的混合源区。二叠纪长英质火成岩形成于马江分支洋/弧后盆地向印支陆块的俯冲过程。三叠纪具负ε_Hf（t）和ε_Nd（t）值的花岗质岩石来自古-中元古代变火成岩和变沉积岩的混合源区,而具正ε_Hf（t）值的晚三叠世花岗质岩石来自新生基性地壳并有一定变杂砂岩组分的加入。这些数据表明在三叠纪初期（～250 Ma）,马江古特提斯分支洋/弧后盆地已经闭合,随后华南与印支陆块发生碰撞。在中-晚三叠世,长山带进入到碰撞后阶段。     

华南印支期变形格局及多陆块围限模型

三叠纪(印支期)是华南陆块构造演化过程中最重要的阶段之一,是奠定华南及东亚地区基本构造格局的关键时期,因此阐明印支期变形的几何学和运动学特征对揭示华南腹地造山作用的驱动机制具有重要意义。该文综合了华南地区野外构造解析及热年代学等研究成果,提出了华南陆块南部三叠纪两阶段演变过程。其中印支早期(约250～225Ma)变形表现为北西西或近东-西向具右旋走滑压扭性逆冲构造体系。该构造体系的根带位于华南南部海南-云开一线,以厚皮构造沿中-上地壳拆离层低角度自南向北扩展为薄皮构造。印支晚期(约230～190Ma)构造样式以一系列近平行的北东向左旋压扭性脆-韧性冲断构造及褶皱体系为特征,区域上表现为花状背冲或鳄鱼式样式。结合华南陆块周缘印支期构造样式的基本面貌,认为华南陆块印支期两期变形样式的形成是在华南陆块向华北陆块深俯冲及东侧古太平洋板块阻塞作用围限下,华南南缘东古特提斯洋的剪刀式穿时关闭及随之的扬子与思茅-印支陆块俯冲碰撞的结果。