上地幔含水量对海底扩张过程中洋壳厚度的影响:数值模拟

地幔中不同含量的水会对洋壳的生成产生重要影响,但目前不同含水量下的均匀和局部含水地幔会怎样影响洋壳厚度还不清楚.利用动力学数值模拟的方法,对上地幔均匀含水和局部含水两种情况下洋壳的生成过程展开研究.结果表明:当上地幔均匀含水时,含水量的增加在减小最大熔融分数的同时,会增大初始熔融深度和熔融面积,因而生成的洋壳厚度会增加...     

鲁西中生代高镁闪长岩的地球化学特征及其成因探讨

鲁西中生代侵入岩包括辉长岩,闪长岩,花岗闪长岩和花岗岩,以闪长岩最为常见。莱芜和沂南等地的闪长岩具有高Mg#(0.45～0.69),Cr(<278μg/g)的特点,并富集大离子亲石元素(LILE)和亏损高场强元素(HFSE),其总体成分特点类似于北美苏必利尔省的太古代高镁闪长岩和产于现代俯冲带的高镁安山岩。不过鲁西高镁闪长岩的HREE含量相对较高(Yb=1.1～1.9μg/g),La/Yb比值相对较低(6.7～20),其成分更接近于Piip型高镁安山岩。鲁西高镁闪长岩代表了华北地台早期拉张环境下的岩浆活动,可能是受深俯冲扬子大陆下地壳释放的埃达克质熔体交代的岩石圈地幔直接熔融的产物。     

上地幔三维S波速度结构与大别苏鲁超高压变质带俯冲折返机制探讨

本文分析了中国东部的上地幔剪切波速度结构及其与超高压变质岩带之间关系的构造意义。结果表明,在华北块体下面150km深处的速度高于扬子块体的速度值。大别-苏鲁造山构造带下面存在着一条地震波速度变化带。苏鲁、山东半岛下面的速度分布与大别造山带下面的速度分布处于同一个速度等值区域上。横跨大别造山带的南北走向速度结构剖面上,在100km以上的地壳和上地幔区域,华北块体下与扬子块体下面的速度均略低平均值。100km以下,大别造山带南北两侧的扬子与华北块体下面的速度结构分布形态大相径庭。华北下面的波速高于扬子块体下面的波速。大别造山带下呈现速度异常,界线的南侧,有一个略低于零速度的负波速异常区,呈现由南向华北块体的下方斜冲形态,下冲角度大约为30°,其先端部位下冲深达300多公里,其外围零速度等值线的分布区,斜向下延伸超过400km。在速度结构变化分界线的北侧,一个零速度值的分布区带,呈现出从由100多公里深处从北向南朝地表面斜上冲形态。这些速度结构成像的几何形态可能意味着200Ma前大别超高压变质岩带的形成与演化的俯冲、折返的构造运动在上地幔和岩石圈中留下的“痕迹”。     

地磁长周期变化与日长10年尺度波动的相关分析

分析1900～2000年期间地磁长期变化和日长变化10年尺度波动的相关性,估算了核幔电磁耦合力矩,并与国外一些研究者的结果进行了对比。结果表明,地磁偶极矩的变化率M&与日长10年尺度波动存在时滞相关,地磁偶极矩变化比日长变化滞后大约10 a;在地幔电导为108～5108 S时,核幔电磁耦合力矩具有与日长10年尺度变化所需力矩的量级。     

俯冲带浅壳和上地幔地震水平向位移谱阻尼修正系数模型研究

考虑场地条件的影响,采用固定效应方法对日本K-NET和KiK-Net强震台网获取的6466条浅壳和上地幔地震记录的统计分析,建立水平向位移谱阻尼修正系数模型.该模型基于13个阻尼比和36个谱周期,使用随机效应模型分离出残差及其对应标准差,用来评估地震动参数对模型的影响.研究表明:以阻尼比对数值为自变量的简单二次函数可以...     

青藏高原东缘及四川盆地的壳幔导电性结构研究

自从2008年MS8.0级汶川大地震发生以来,青藏高原东缘便成为地质与地球物理研究的热点区域.该区域的龙门山断裂带标志着青藏高原东缘与四川盆地的边界.汶川地震即发生于龙门山断裂带内的映秀—北川断裂上.该地区现有的研究工作多集中于青藏高原东缘及四川盆地的西部,对四川盆地东部构造情况的研究目前较少.在SinoProbe项目的资助下,完成了一条跨越青藏高原东缘及整个四川盆地的大地电磁测深剖面.该剖面自西北始于青藏高原内部的松潘—甘孜地块,向东南延伸穿过龙门山断裂带、四川盆地内部及四川盆地东部的华蓥山断裂,最终止于重庆东南的川东滑脱褶皱带附近.维性分析表明剖面数据整体二维性较好,通过二维反演得到了最终的电性结构模型.该模型表明,从电性结构上看,沿剖面可分为三个主要的电性结构单元,分别为:浅部高阻、中下地壳低阻的松潘—甘孜地块,浅部低阻、中下地壳相对高阻的四川盆地,以及华蓥山以东整体为高阻特征的扬子克拉通地块.龙门山断裂带在电性结构上表现为倾角较缓、北西倾向的逆冲低阻体,反映了青藏高原东缘相对四川盆地的推覆作用.其在地下向青藏高原内部延伸,深度约为20 km左右.在标志逆冲推覆滑脱面的低阻层下存在一电性梯度带,表征着低阻的青藏高原中下地壳与高阻的扬子地壳之间的电性转换.位于四川盆地东边界的华蓥山断裂在电性结构上表现为一倾向为南东向的低阻体插入高阻的扬子克拉通结晶基底,切割深度约为30 km左右.这一结构反映出华蓥山向西的推覆作用.在电性结构模型的基础上,进一步讨论了青藏高原东缘的壳内物质流、青藏块体与扬子块体的深部关系以及青藏高原东部的隆升机制等构造问题.     

南北构造带中段的壳幔结构与岩石圈动力学特征

本文利用WDM—89地球重力模型(完整到180阶)的位系数计算了南北构造带中段的30—50阶、50—100阶、100—150阶、150—180阶及2—180阶卫星重力异常,并探讨了该区的壳幔结构。结果表明,该区上地幔存在一个规模较大的低密度区。若尔盖和雅江一带有两个底部相连的高密度地幔块体。该区壳幔结构不但横向很不均匀,而且纵向也极为复杂。据此对区域岩石圈动力学特征进行了讨论。     

塔木兰沟组基性火山岩地球化学特征及构造意义

大兴安岭北段中生代火山岩规模巨大,成岩时期为晚侏罗世一早白垩世,岩石类型复杂,基性一酸性火山岩均有大面积出露。通过大兴安岭北段1：25万额尔古纳左旗幅区域地质调查,笔者认为该区晚侏罗世基性火山岩与早白垩世基性一酸性火山杂岩的成因机制、构造环境是完全不同的。本文试图通过对大兴安岭北段晚侏罗世塔木兰沟组玄武岩（150．7Ma）岩石及地球化学的研究,探讨岩石圈地幔和软流圈地幔相互作用对本区塔木兰沟组玄武岩形成的贡献。     

大陆岩石圈、地幔底部异常体与地幔对流相互作用的数值模拟

在地球表层存在着占地表面积约30%的具有低固有密度、高黏度的大陆岩石圈.由于其特殊的物理化学性质,大陆岩石圈通常不直接参与下方的地幔对流,但其与地幔对流格局有着重要的相互影响.大量研究显示,在中太平洋和非洲的下地幔底部,存在着两块占核幔边界（CMB）面积约20%的高密度热化学异常体（由于其剪切波速度较低,常称作低剪切波速度省（LSVPs））.LSVPs的演化既受地幔对流的影响,同时也影响地幔物质运动的格局和动力学过程.本文系统研究了存在大陆岩石圈,下地幔LSVPs的地幔对流模型.模拟结果显示：（1）当大陆体积较小时,其边缘常伴随着俯冲,大陆区域地幔常处于下涌状态,其上地幔温度较低,大陆岩石圈在水平方向处于压应力状态.随着大陆体积的增大,大陆边缘的俯冲逐渐减弱,大陆区域地幔由下涌转为上涌,其上地幔温度较高,大陆岩石圈水平方向处于拉应力状态.（2） 岩石圈与软流圈边界（LAB）在大陆下方较深,温度较低;在海洋区域较浅,温度较高.随着大陆体积的增大,陆洋之间LAB深度、温度的差异逐渐减小.（3）大陆区域地幔底部LSVPs物质的丰度与大陆的体积呈正相关.当大陆体积较小时,大陆下方的LSVPs丰度比海洋区域少.随着大陆体积的增大,大陆下方LSVPs的丰度逐渐增大.（4）海洋地区地表热流高,且随时间波动大,大陆地区地表热流低,随时间波动较小;LSVPs区域的核幔边界热流低.     

滇西"三江"地区高镁钾质火山岩地球化学特征及其地质意义

本文报导了位于金沙江-哀牢山断裂带中段6个暗色超基性-基性火山岩的岩石学特征与稀土微量及Sr-Nd-Pb同位素地球化学数据,并对其成因和起源条件等进行了讨论。研究表明这6个暗色超基性-基性火山岩属于钾质碱性-钙碱性系列,依SiO₂含量包括超基性、基性(或中基性)岩类。岩石的Mg^#值较高(54.53~79.81),属于高镁火山岩。所有岩石样品具有富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素的特征。Sr-Nd-Pb同位素显示,源区具有具有较明显的Dupal异常和EMⅡ型富集地幔端元的特征。火山岩的岩石学与地球化学一致表明,本区多数暗色基性火山岩具有原生岩浆性质,其成因与富集地幔的部分熔融有关。源区显著的EMII富集地幔端元可能是扬子古陆和古特提斯洋的双向俯冲及俯冲的下地壳物质和古特提斯洋壳沉积物的再循环的物质记录。这套岩石形成于印度-欧亚大陆碰撞后的剪切和拉张构造环境,软流层地幔的上涌与俯冲的古特提斯洋壳沉积物和扬子古陆壳物质的混合,是诱发源区发生部分熔融的主要原因。金沙江-哀牢山断裂带强烈的剪切和拉张,使这些岩浆直接快速喷发至地表,因此形成具有原生岩浆性质的火山岩。