技术支撑与地球系统科学

技术支撑与地球系统科学毕思文（中国地质科学院地质力学研究所,北京,１０００８１）仅在１０年前科学家才普遍认识到,必须把地球作为一个由相互作用着的各个组元或子系统———主要是地核、地幔、土壤岩石圈、大气圈、水圈、生物圈（包括人类社会）组成的统一系统,即...     

华南巨型锑矿带的特征及其制约因素

华南巨型锑矿带位于中国南方扬子陆块与华夏陆块的接合过渡地段,锑矿床都产在沉积地层中,具有显著的层控性,常有整合的层状矿体出现,赋矿地层都显示异常高的锑丰度,充分显示了与沉积盆地演化密不可分的内在联系矿石的硫同位素受赋矿地层层位和沉积相的控制,碳同位素特征反映了深部因素与浅部过程的耦合,铅同位素则暗示研究区地层及其中锑矿化的亲缘关系和统一演化历史．锑是一个趋于在地壳浅部富集的中低温热液成矿元素,因此成熟度越高的地壳块段锑的丰度越高,锑矿产出概率也越大．华南巨型锑矿带的形成乃是扬子陆块南缘沉积盆地长期演化的结果,可能与这一岩石圈块段长期以来强烈的物质分异和再循环有关．     

International Eclogite Field Symposium and Workshop of the Task Force IV, International Lithosphere Program

The 2007 International Eclogite Field Sym- posium held in Portree, Isle of Skye, Scotland from June 29th to July 6th was a joint meeting of the International Eclogite Confer- ence, International Lithosphere Program Task Force IV ＂Ultra-deep Continental Crust Subduction＂, and the Metamorphic Studies Group. The Symposium consisted of two days of conference sessions and inter-, pre- and post-conference field excursions. The thematic conference included two sessions,     

南海东北陆缘的地壳速度结构及其构造意义: 来自广角地震剖面的约束

南海东北部深部地壳结构蕴含着南海陆缘伸展张裂过程的重要信息。在南海东北陆缘布设的一条广角地震测线(DP13)沿NW-SE方向依次穿过东沙隆起和台西南盆地。本文利用射线追踪和正演走时拟合软件RayInvr构建地壳纵波速度结构,模型表明：沉积层速度1.6～4.6 km/s,厚度0.5～3.8 km,横向分布不均匀,沉积基底起伏剧烈;莫霍面埋藏深度由陆架区的25.5 km急剧减小到陆坡下方的13 km,随后向下陆坡远端增深至16 km;陆架处东沙隆起下方地壳厚度从～25 km减薄到～21 km,下陆坡远端地壳厚约10～13 km,地壳拉张因子分别为1.3～1.5和2.6～3.1,表现为轻微和中等减薄;陆坡区台西南盆地内地壳厚度从17 km急剧减薄至7～8 km,地壳拉张因子高达4.6,呈超伸展减薄;地壳厚度由陆向海非单调减薄,地壳伸展具有明显的空间差异性;陆架-上陆坡和下陆坡下地壳底部发现两个相对孤立的不连续高速体,速度分别为7.0～7.5 km/s和7.0～7.3 km/s,厚度分别3～5 km和1～3 km,前者位于古太平洋俯冲带前缘,几乎与南海东北部高磁异常重叠,推测由中生代古太平洋板...     

中国大陆岩石圈导电性结构研究——大陆电磁参数“标准网”实验（SinoProbe-01）

"中国大陆地壳探测计划"的首要目标是岩石圈物性结构、构造和物质组成的探测,这包括大陆岩石圈的地震波速度、密度、磁性、导电性和放射性结构研究。其中,大陆岩石圈导电性结构的研究越来越引起人们的重视。利用岩石圈导电性结构模型不仅可以推断地球内部的岩、矿石组成和地质构造轮廓,还可以间接提供有关地球内部热结构的信息,为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题服务。因此,很多发达国家自上世纪70年代以来,陆续启动了岩石圈导电性结构探测。2004年,美国开始了"地球透镜计划(EarthScope)";其中,"大地电磁阵列"(USArray)是整个计划中的重要部分,是一个大陆尺度的大地电磁场观测计划,它将为北美大陆的构造与演化提供新的约束。在中国,大陆岩石圈导电性结构研究虽取得一系列重要成果,但也仅限于对其基本格局有一定认识,远远满足不了大陆动力学问题研究的需要。为了研究中国大陆形成、演化机理,首先需要确定中国大陆岩石圈三维构造模型、热结构和流变性特征,而这一切都与更详细、更准确的中国大陆岩石圈导电性结构有着密切关系。为了实现构建中国大陆岩石圈电磁学参数三维数据体及导电性结构标准模型的目标,"深部探测技术与实验研究专项"设立"大陆电磁参数标准网实验研究(SinoProbe-01)"项目,解决大陆尺度、阵列式(Array)大地电磁场(MT)标准网观测计划的关键技术问题,研究具体的实施方法技术,并提供示范性成果。项目将尽可能预先建立覆盖全国、网度为4°×4°的阵列式区域大地电磁参数标准网控制格架,并以华北和青藏为基地创立阵列式区域大地电磁场"标准点"1°×1°观测网的构建方法、技术;构建华北和青藏地区壳、幔电磁参数三维结构标准模型"格架",以及不同网度的壳、幔物性三维结构模型,为覆盖全国的阵列式区域大地电磁"标准点"观测网最佳网度选择提供依据,为最终建立中国大陆岩石圈三维导电性结构标准模型奠定基础,为预测我国超大型金属成矿远景区提供方向。完成本项目研究将对揭示中国大地构造特点和岩石圈结构提供重要依据,对油气及固体矿产资源远景评估提供制约,并对完善后板块大地构造理论有重要意义。开展这方面的研究将揭开中国大地构造地球物理学新阶段的序幕,为中国可持续发展与地球科学的进步作出贡献。     

安徽庐枞火山岩盆地橄榄玄粗岩系的地球化学特征及其对下扬子地区晚中生代岩石圈减薄机制的约束

庐枞盆地内的中生代火山-潜火山岩具高钾和相对富碱为特性,属典型的橄榄玄粗岩系列。它们在地球化学上表现出明显富集Rb、Th、U、K等强不相容元素和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb和Ta的特征。Nd、Sr同位素组成总体位于富集型的扬子克拉通岩石圈地幔的范围内或其附近,显示其母岩浆主要是由富集型地幔部分熔融形成的。火山-潜火山岩的成分变异趋势显示橄榄玄粗质幔源岩浆在高压下(斜长石稳定压力之下,1.5GPa)经历过以单斜辉石和钛铁氧化物为主的矿物分离结晶作用。低压下矿物的分离结晶作用及上地壳物质的混染则不明显。这套火山-潜火山岩的部分地球化学性质(如Ce/Yb比值)类似于大洋岛弧内的橄榄玄粗岩,可能意味着区内由于岩石圈的减薄,软流圈地幔上涌到了岩石圈相对较浅的部位,控制源区部分熔融的主要是尖晶石相地幔岩。虽然局部(如靠近郯庐断裂的盆地西缘)可能存在着明显的热侵蚀,但"突发性的"机械拆沉是区内(乃至整个长江中下游地区)岩石圈减薄的主要机制。在整个晚中生代岩石圈减薄的过程中,这两种机制可能一直相互促进着。     

中国及邻区重力特征与块体构造单元初划

以重力资料为基础,结合其分析结果和区域地质构造现象,以及前人研究成果,在总结中国海陆地质地球物理系列图编制项目组和前人对中国岩石圈三维结构宏观特征研究成果基础上,将块体构造理论应用于解释中国海陆宏观大地构造格架,并将其划分为3个构造域和20多个块体。对3个构造域及块体构造单元特征进行了分析,指出印支运动使中国岩石圈应力场发生了根本性变化,并为现今宏观大地构造格局的形成创造了条件。     

琼东南盆地岩石圈特征的构造模拟约束

琼东南盆地是晚始新世时期发育于南海北缘的伸展性盆地。本文在利用盆地内区域2D地震资料构造解释的基础上,运用基于弹性梁模型和挠曲均衡原理的2D构造模拟软件对琼东南盆地岩石圈结构特征进行模拟。研究发现:琼东南盆地地区的有效弹性厚度在1～5km,最佳取值为3km;拉张因子在1.3～1.5,其中裂后阶段反演模拟的拉张因子为1.5,裂陷阶段正演模拟的拉张因子为1.3左右。最后对红河断裂新生代的活动以及南海扩张运动对模拟产生的可能影响进行了分析与讨论。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987110000071

<正>The lithospheric structure of China and its adjacent area is very complex and is marked by several prominent characteristics.Firstly,China's continental crust is thick in the west but thins to the east,and thick in the south but thins to the north.Secondly,the continental crust of the Qinghai—Tibet Plateau has an average thickness of 60—65 km with a maximum thickness of 80 km,whereas in eastern China the average thickness is 30—35 km,with a minimum thickness of only 5 km in the center of the South China Sea.The average thickness of continental crust in China is 47.6 km,which greatly exceeds the global average thickness of 39.2 km.Thirdly,as with the crust,the lithosphere of China and its adjacent areas shows a general pattern of thicker in the west and south,and thinner in the east and north.The lithosphere of the Qinghai—Tibet Plateau and northwestern China has an average thickness of 165 km, with a maximum thickness of 180—200 km in the central and eastern parts of the Tarim Basin,Pamir, and Changdu areas.In contrast,the vast areas to the east of the Da Hinggan Ling—Taihang—Wuling Mountains,including the marginal seas,are characterized by lithospheric thicknesses of only 50—85 km.Fourthly,in western China the lithosphere and asthenosphere behave as a "layered structure", reflecting their dynamic background of plate collision and convergence.The lithosphere and asthenosphere in eastern China display a "block mosaic structure",where the lithosphere is thin and the asthenosphere is very thick,a pattern reflecting the consequences of crustal extension and an upsurge of asthenospheric materials.The latter is responsible for a huge low velocity anomaly at a depth of 85—250 km beneath East Asia and the western Pacific Ocean.Finally,in China there is an age structure of "older in the upper layers and younger in the lower layers" between both the upper and lower crusts and between the crust and the lithospheric mantle.     

地热学岩石圈厚度计算方法综述

地热学岩石圈厚度体现了长时间尺度上的岩石圈热学作用,可以反映地球深部动力学过程。介绍了地热学岩石圈厚度的计算方法,探讨了这种方法的参数选取和影响因素,并对比了地热学岩石圈厚度与其他类型岩石圈厚度的差异及其原因。结果表明:地热学岩石圈厚度的计算结果受地壳分层结构、岩石生热率、岩石热导率以及地表热流的影响;地质历史时期内的地壳分层结构要结合岩石学、岩石地球化学等领域最新研究成果得出;地表热流较低(42mW·m-2)时,岩石圈地幔生热率对计算结果的影响非常显著,岩石圈地幔生热率变化0.02μW·m-3,地热学岩石圈厚度计算结果最高变化40km,岩石圈地幔热导率每变化0.2W·(m·K)-1,地热学岩石圈厚度变化15km;地表热流为60mW·m-2时,岩石圈地幔生热率每变化0.02μW·m-3,地热学岩石圈厚度变化3km,岩石圈地幔热导率每变化0.2W·(m·K)-1,地热学岩石圈厚度变化5km;地表热流增高1mW·m-2,地热学岩石圈厚度约增加3km;地热学岩石圈厚度与岩石学、地震学岩石圈厚度略有差异,其差异取决于流变边界层的厚度。