南极洲东部大规模的地壳分层：来自混染地幔源区继承锆石的U—Pb研究证据

我们分析了Schirmacher Oasis（Dronning Maud Land,DML）和PrinceCharles山脉（PCM）南部的基性岩墙中锆石颗粒的SHRIMP年龄。SchirmacherOasis地区的侏罗纪基性岩墙具有亲石元素弱富集的特征,表明它们受到了地壳混染作用的改造;DML中部地区在中元古代（MP,1150～1050Ma）经历了构造活动这一阶段,而这一事件叠加了新元古晚期高级变质事件（NP,700～510Ma）。这些基性岩墙为含橄榄石高镁过渡性至碱性基性岩类,并且含有从同化物质中继承下来的锆石颗粒。每颗锆石进行50次分析,所得年龄结果几乎是一致的。     

伊豆-小笠原地区地幔间断面的起伏及其意义

利用美国、德国以及瑞士地震台网(台阵)记录的伊豆-小笠原地区地震的波形资料, 使用N次根倾斜叠加方法提取反射及透射转换震相, 研究了震源下方地幔间断面的分布以及俯冲板块对660和410 km间断面的影响. 研究发现, 该地区在170, 220, 300, 410, 660, 850以及1150 km深度处存在速度间断面; 伊豆-小笠原地区410 km间断面抬升, 660 km间断面下陷, 并存在区域性差异, 但临近的日本海地区410 km间断面未发现变化, 而660 km间断面则在没有俯冲板块明显影响下出现下陷.     

利用P波接收函数研究青藏高原东南缘地幔转换带结构

研究青藏高原东南缘的深部结构对于理解印度-欧亚板块的碰撞机理和青藏高原的形成演化具有重要的科学意义.本研究对布设在研究区域内566个固定和流动地震台站的波形资料进行了处理,获得77853条高质量P波接收函数,应用接收函数共转换点（CCP）叠加技术获得了研究区域下方精细的地幔转换带间断面起伏形态及转换带厚度变化图像.结果表明：研究区域南北方向上具有两个明显的转换带增厚异常区,南侧异常区位于滇中次级块体与印支块体下方,可能是新特提斯洋板片与上部印度板块间断离并部分滞留在转换带底部的结果;北侧川西地区异常增厚可能与上方岩石圈拆沉并降至转换带有关;腾冲火山起源可能是板块俯冲过程中发生断离造成软流圈物质部分熔融,湿热物质上涌所致.

     

利用地震层析成像数据计算地幔对流新模型的探讨

假设地幔地震层析成像数据对应的地幔横向不均匀结构是地幔热对流的结果. 将地震层析成像数据转化为地幔温度(或密度)不均匀分布，考虑热流体动力学的三个基本方程，顾及热输运方程中的非线性项，直接将地震层析成像转化的地幔温度不均匀分布作为内部荷载引入基本方程, 反演计算地幔对流. 本文在利用地震层析成像数据计算地幔对流模型的新理论和方法的基础上，用SH12WM13地震层析成像模型数据，计算了全球地幔对流格局. 结果表明，对流格局不仅依赖地震层析成像数据，而且在很大程度上受地幔动力学框架、热动力参数和边界条件的所确定的系统响应函数的影响. 显示了地幔中复杂的对流格局，特别是区域性层状对流以及多层对流环可能在地幔中存在的现象.     

加拿利区域的热点

以 ДВЕрошенко为首的俄罗斯科学院海洋研究所大西洋分部的专家们 ,审查了有关加拿利群岛、马德拉岛和佛得角群岛是由于上升地幔流在热点区活动而产生的假说。对这个假说有利的证据是 ,在加拿利群岛上火山岩的年龄由西向东随着远离强烈的火山活动区而增加。但是认为这只是一种趋向 ,还带有很大的不确定性 ,再加上群岛不是位于同一海岭上 ,还有在非洲沿岸未发现年龄更为古老的同类岩石。地幔流在其上部运动的板块上留下了火山形成物的痕迹。它们呈东西向弧状延伸 ,并不进入大陆。科学家们研究了深海钻探计划和大洋钻探计划报告中有…     

地球深部:地幔的结构和构造

地幔是位于地核和地壳之间的部分。地壳的厚度在不同的地方是不一样的 ,从洋底的数千米至大陆上某些造山区域的６０ｋｍ。地幔扩展到２９００ｋｍ的深处 ,地核的半径是３４７０ｋｍ。在科学和科普文章中常常讨论地球深部结构和地球动力学特征。有关地幔壳层结构的结论主要建立在地震Ｘ 射线立体截面照相和在高压条件下矿物改造试验资料的基础之上。地震Ｘ 射线立体截面照相（逐层的再造）确定了由地震引起的地震波速度的改变 ,揭露了深部显著的不均一性。这很好地反映在起始于中大西洋、穿过非洲直达印度洋中部的４００ｋｍ上地幔剖面中。横…     

西北印度洋中脊玄武岩源区地幔特征

利用全球岩石地球化学数据库(Pet DB)中有关卡尔斯伯格洋脊(CR)、北中印度洋脊(NCIR)及南中印度洋脊(SCIR)玄武岩的微量元素及同位素组成数据,分析了玄武岩的元素地球化学特征及其沿脊轴的变化,旨在探讨玄武岩源区地幔的(不)均一性及岩浆作用过程的差异。初步研究结果表明:CR、NCIR及SCIR玄武岩组成相近,仅在个别脊段表现有微量稀土元素和同位素组成上的差异,玄武岩整体与N-MORB组成特征相近,与先前通常认为的典型印度洋中脊玄武岩不同。玄武质岩浆主要源自尖晶石二辉橄榄岩地幔的熔融,岩浆源区主要由两个地幔端元构成,即以亏损型地幔(DMM)为主(69%),其次为富集型地幔(EMⅡ,27%)。富集组分可能源自古老陆壳物质的混染。自CR经NCIR到SCIR整个印度洋中脊西北分支玄武岩的Sr、Nd及Pb同位素组成表现出均一性,表明岩浆源区地幔组成相近。在SCIR 19°S附近脊段岩浆源区地幔存在有不均一性,有EMⅡ型地幔端元混入的迹象。在CR 3.5°N附近脊段,玄武岩明显富集K、Ba、La及U等微量元素,但由于缺少同位素数据,源区地幔特征有待进一步研究。在上述研究成果的基础上,提出了该区大比例尺的调查填图及密集采样和精细室内分析是CR深入研究的基础,同时加强Sr、Nd、Pb及Re、Os、Be等同位素分析测试,可提供揭示CR地幔不均一性的可靠依据,而厘清印度洋型地幔对CR的影响程度则有助于深入认识地幔不均一性的成因及地幔动力学过程。     

海底探索史话之梦断莫霍(上)

"你们为什么不设法打一个深孔到地幔,看看莫霍面的下面究竟是些什么宝贝呢?"普林斯顿大学教授哈雷·海斯是一位极富事业心的地球科学家。他同美国自然科学基金会一直保持着十分密切的联系。于是,基金会就委托他找几个有分量的地球科学基础研究项目。