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。     

壳-幔动力学与活化构造(地洼)理论

壳-幔动力学是地球内部物理学和大地构造演化的重要研究方向之一。本文从地球物理角度出发,以物理概念和数学描述相结合的定量方式,对陈国达院士生前所创建的活化构造(地洼)理论研究中的某些地球深部动力学问题进行了较系统的综合评述和探讨。主要论题包括岩石圈的性质与物理学、地幔流变学、重力与均衡理论、地球的温度和热传递,诸如热传导、物质的物理运动所引起的热传输、地球内部的热对流及地幔柱的形成和作用等。作者特别强调了构造演化的定量分析问题,如热时间常数、热应力与其它力源、水平运动与垂直运动的关系,以及地壳断裂作用。岩石圈的构造作用与演化是与深部热运动有关的水平 (压缩和扩张)应力和由地壳厚度差异所导致的垂直应力差的共同结果。热应力的构造意义主要表现为短时间尺度的脆性断裂或柔性应变松弛过程。局部对流机制对活化构造(地洼)研究值得重视。     

用多层变密度直接反演法研究下扬子地区的岩石圈构造

本文用多层变密度直接反演方法研究下扬子地区的岩石圈结构,并讨论其大地构造涵义及演化问题。文中给出了三次样条密度-深度函数的重力正演公式,采用非线性最小二乘优化算法,得到岩石圈内G_5、G_6、G_7三个主要密度界面,它们分别相应于中地壳低密度层底面、Moho面和上地幔顶部低密度层上界面。通过岩石圈结构分析,得到以下结果:杭州湾-海盐-嘉兴-长兴-高淳-芜湖隐伏深断裂是一条北西向的一级构造边界,它对下扬子区的大地构造发展和地壳演化有重要影响。     

地震动力学与板块构造:地震灾害评估

作为地震灾害评估的理论基础,地震动力学主要研究与地震活动有关的断裂机制、破裂过程、震源辐射和由此而引起的地震波的传播及地面运动规律。对地震力学、震源辐射和能量释放等经典理论问题进行了系统研究。在此基础上,应用最新的定量地震学研究方法,以逻辑树的形式综合地震、地质和大地测量资料,提供了不同构造环境和断裂机制条件下地震灾害评估的概率分析和确定性分析实例。用于震源分析的典型构造类型包括板内地壳震源层、地壳活动断层及其速率、板块俯冲界面和俯冲板片。由于输入模型中不确定因素的存在,如输入参数的随机性和科学分析方法本身的不确定性,对分析结果的不确定性需审慎对待。通常对不同的模型或参量,包括地面衰减模型,进行加权平均可较为合理地减小结果的偏差：概率分析和确定性分析方法的结合亦为可取之有效途径。     

喜马拉雅及其邻区的重力异常、岩石圈构造与板块动力模型

本文按统一比例尺编制了印度-青藏地区1°×1°重力异常图和地形高程图,并用滑动平均方法得到了本区5°×5°重力异常图。用地改后的1°×1°重力异常,采用组合体模型人一机联作选择法,计算了横跨印度-青藏-蒙古长达4680km的岩石圈剖面,还给出了一个楔形体重力正演公式。基本结果有:(1)MBT、MCT的倾角为10°±5°,ITS、NS、KS的倾角为75°±5°;(2)地壳滑脱面的深度在青藏之下约20km,向高喜马拉雅、MCT、MBT抬升至15km;(3)青藏高原南、北边缘均为岩石圈结构的斜坡带,界面倾角由上向下而增大。在大、小喜马拉雅之下,壳内界面(Ⅰ、Ⅱ)的倾角约12°,Moho倾角为18°,岩石圈底面倾角约36°。在祁连山带所有界面倾角都小于喜马拉雅带,其中壳内界面倾角仅约1°,Moho倾角约2°,岩石圈底面倾角约12°;(4)岩石圈厚度由印度、蒙古向高喜马拉雅和祁连山带逐渐增加,与青藏岩石圈的边缘上翘形成主动俯冲和相对逆冲势态。印度岩石圈厚度(或上地幔顶部低密层埋深)不超过50km,蒙古高原(南)厚约70km,到高喜马拉雅和祁连山下分别增加至145和122km,青藏中心地带(怒江两侧)岩石圈厚135km,向南,北边缘各减小到120和90～102km,在高喜马拉雅和祁连山下面形成25和10km的断差;(5)在青藏Moho之下厚5km的高密薄层和软流层之间有一密     

地球内部物理和演化的几个核心论题：Ⅲ微观地球物理概要

微地球物理是一正处酝酿阶段,以微物理学为基础,以地球内部及地质休和冉石物理特性搂研究对象,以理论、实验、数据和计算机模拟为手段的新兴学科。其研究内容涉及地球内部受多种微物理机制所制约的岩石圈和地幔流变,岩石动力摩擦与地壳脆－塑性转换,地震和断裂力学问题,流体－岩石相互作用,声发射／微震活动与声波／超声波理论和地质应用等。结合其动力学和相互耦合关系,是微地球物理学的一个重要研究方向。其应用结果将导致环境地球物理和环境地球化学并行发展。关于地球内部的认识存在相当的不确定性,有些问题如板块和地幔涌运动,以致微破裂和断层滑移运动等都可能涉及随机和无序理论的应用。微观与宏观方法的结合,并使两者相一致,是最终解决问题的必要途径和工作目标。     

中国及邻域的深部构造及其成矿意义

通过重力场及其反演研究，结合新近的地球物理研究成果，给出了中国及邻域包括琉球Ｔ－Ａ－Ｂ体系的新的深部构造格局。４条ＮＥ向深部构造过渡带，把中国大陆划分为东部和西部，将东部大陆及邻域的地壳构造又分为滨太平洋内陆型，滨太平尖陆缘型、西太平洋边缘海过渡型和西太平洋大洋型。秦岭－杭州湾ＮＷ向深部构造带及其向邻海的可能延伸分隔出中国大陆和海域的南、北两大亚板块群。按板块观点，分析了本区４种构造环境的成矿特点