大陆岩石圈研究进展

从地震学、地球化学、岩石学等不同学科的角度,对大陆岩石圈研究进展做了简要介绍。不同学科的最新研究成果表明,岩石圈在热状态、化学成分和力学行为等方面具有高度非均匀性。这不仅表现为岩石圈性质和结构随深度的变化,而且还反映在不同时代、大陆与海洋以及克拉通和造山带岩石圈结构特征的显著差异上。性质和结构的差异体现了岩石圈形成和长期演化过程的复杂性。我们认为,不同岩石圈块体之间、岩石圈与深部对流地幔之间普遍存在着相互作用。这种相互作用被认为是稳定克拉通岩石圈遭受改造甚至破坏的深部机制,同时还是地球深、浅部物质交换的重要方式,因而显著影响着地球深部的对流和地表的构造过程。值得注意的是,由于岩石圈本身定义的模糊性及其厚度的不确定性,地震活动与岩石圈强度之间的关系以及大陆岩石圈演化的规律性等问题仍有待于进一步的研究和探索。     

青藏高原北部和塔里木盆地东部远震横波分裂特征及陆内碰撞变形分析

基于横跨青藏高原北部和塔里木盆地东部的一条包含38个流动台和15个固定台的NW向地震剖面,以及剖面两侧分布的10个固定台站,总计63个宽频带地震台记录的远震波形资料,采用横波分裂测量得到了各台站的快波方向和时间延迟,绘制了青藏高原北部和塔里木盆地东部上地幔各向异性图像.结果显示快波方向和时间延迟具有复杂的空间分布特征.时间延迟分布上,塔里木盆地的时间延迟最小,平均值只有0.6s,不仅小于盆地南、北边缘的阿尔金断裂和天山,而且小于青藏高原北部,反映了稳定块体的时间延迟小于构造活跃块体.快波方向分布上,沿剖面由东至西,快波方向从松潘-甘孜块体南部的NNW向逆时针旋转到北部的NW向,再过渡到东昆仑断裂北部和柴达木盆地南缘的近E-W和ENE向;至柴达木盆地西北缘的祁漫塔格断裂处,快波方向由ENE向突然转向NW向;至阿尔金断裂处,快波方向再次由NW向突然转向ENE向;进入塔里木盆地,快波方向在盆地南部为ENE向,至盆地中部又由ENE向突然转向到盆地北部的NW向;往西至天山,快波方向转为WNW向.基于横波分裂测量的快波方向与地表变形场预测的快波方向的对比分析表明,除塔里木盆地东部5个测点的快波方向...     

CNC-IGBP国际合作进展

1 About usThe International Geosphere-Biosphere Programme (IGBP) is an international scientific research programme initiated and organized by the International Council for Science Unions (ICSU) in 1986 (http://www.igbp.kva.se). The IGBP's mission is to de…     

青藏高原隆升及其环境效应

“青藏高原形成演化及其环境资源效应”项目选择青藏高原为典型地区,特别注意高原与毗邻地区的联系,以从全球尺度探讨高原的各种过程,目标集中在大陆碰撞过程和高原隆升过程,以过程为主线贯通碰撞机制、环境变化和资源分布规律的研究;时间上着重新生代以来,在不同精细时间尺度上定量地描述碰撞和隆升的动态过程及环境变化。运用地球科学、生命科学、环境科学及各学科之间有机交叉、综合研究的方法,开展大陆碰撞动力学、环境变化、现代表生过程及各圈层相互作用等重大理论问题的研究,为青藏高原地区的资源开发和环境调控提供科学依据。按照统观全局、突出重点的原则,项目主要研究内容包括以下4个方面：大陆岩石圈碰撞过程及其成矿效应;高原隆升过程与东亚气候环境变化;青藏高原现代表生过程及相互作用机理;青藏高原区域系统相互作用的综合研究。在完成研究计划任务的基础上,项目取得如下的突出研究成果和创新性进展：印度大陆与欧亚大陆初始碰撞时限;青藏高原南北缘山盆岩石圈尺度的构造关系;青藏高原整合构造模型与成矿成藏评价;新生代高原北部重大的构造变形隆升事件序列;高原周边环境变化事件及高原隆升对亚洲季风发展变化的影响;高分辨率气候动态过程及变化趋势;高原主要生态系统碳过程对气候变化的响应;高原气候变化及冰冻圈变化与预测;高原土地覆被变化、恢复整治及管理。     

输导通道类型对天然气聚集效率的影响

通过对中国大中型气田天然气输导通道类型及影响因素研究,得到中国大中型气田主要有断裂、断裂与不整合组合、砂体、断裂与砂体组合、不整合与砂体组合和不整合6种输导通道类型。其中以断裂为主,其次是断裂与不整合组合,再次是砂体和断裂与砂体组合,最少为不整合和不整合与砂体组合。它们主要受盆地类型、盆地内构造带类型和源储空间位置关系的影响。由中国大中型气田储量、含气面积和聚集时问,通过求取其天然气聚集效率,把中国大中型气田划分为高效、中效和低效3类气田。通过中国大中型气田天然气聚集效率与输导通道类型之间关系分析,得到聚集时间相对较晚的断裂、砂体和断裂与不整合组合形成的输导通道天然气聚集效率相对较高,有利于快速形成大中型气田。     

东南印度洋中脊澳大利亚-南极洲不整合带地区岩浆供应与构造作用沿洋脊的变化

We analyzed seafloor morphology and geophysical anomalies of the Southeast Indian Ridge(SEIR) to reveal the remarkable changes in magma supply along this intermediate fast-spreading ridge. We found systematic differences of the Australian-Antarctic Discordance(AAD) from adjacent ridge segments with the residual mantle Bouguer gravity anomaly(RMBA) being more positive, seafloor being deeper, morphology being more chaotic, M factors being smaller at the AAD. These systematic anomalies, as well as the observed Na_(8.0) being greater and Fe_(8.0) being smaller at AAD, suggest relatively starved magma supply and relatively thin crust within the AAD.Comparing to the adjacent ridges segments, the calculated average map-view M factors are relatively small for the AAD, where several Oceanic Core Complexes(OCCs) develop. Close to 30 OCCs were found to be distributed asymmetrically along the SEIR with 60% of OCCs at the northern flank. The OCCs are concentrated mainly in Segments B3 and B4 within the AAD at ～124°–126°E, as well as at the eastern end of Zone C at ～115°E. The relatively small map-view M factors within the AAD indicate stronger tectonism than the adjacent SEIR segments.The interaction between the westward migrating Pacific mantle and the relatively cold mantle beneath the AAD may have caused a reduction in magma supply, leading to the development of abundant OCCs.     

岩石圈挠曲-弹性薄板小挠度弯曲的新方程

岩石圈挠曲研究采用的是弹性薄板小挠度弯曲方程(即克希霍夫方程),克希霍夫方程基于薄板的前提,忽略并假设薄板内垂向应力为0。本文在无需垂向应力为0的这一与地质事实不相符的假设的情况下,由弹性体几何方程、物理方程和静力平衡方程推导出岩石圈挠曲-弹性薄板小挠度弯曲的新中面方程,具有同等的数学简洁性。取泊松比为0.25时,有DFF/D=1.125,即新挠曲方程中的挠曲刚度DFF要比经典的克希霍夫挠曲方程的D值大12.5%。本文推导的新方程不仅可以在岩石圈动力学,也可以在弹性力学中获得应用。     

实验研究岩石圈深部流体及相关科学问题

实验研究地球岩石圈深部流体和对地球深部流体的观测发现,水溶液在跨越临界态时有许多特殊性质。使用水热金刚石压钻在200～800MPa,300～700℃条件下,可观测到：NaCl-H2O溶液两相不混溶相区的结构和近临界态现象。测量高温高压下NaCl溶液的电导率,在近临界和跨越临界态时发现最大电导率值。在对大洋中脊热水观测中可发现大多数喷口是在2200m深。喷口正在近临界态条件下喷出含矿流体。这些临界态研究对于重新分析岩石圈的地球物理测量结果和对认识大陆岩石圈内流体性质有很大意义。     

现今绝对板块运动

根据热点假设,热点对于中间层是固定的.相对热点的板块运动叫做绝对板块运动.绝对板块运动模型可以通过反演火山链传播的速率和走向数据以确定相对板块运动在角速度空间的原点来得到.利用一组近来(0～7.8 Ma)全球分布的热点的迁移速率和走向数据,结合板块运动模型NNR-NUVEL1A,已研制出一个叫做APM2的现今绝对板块运动模型.按照该模型,太平洋板块围绕60.063°S、102.210°E处的极以(0.833 0°±0.013 3°)/Ma的速率运动,非洲板块围绕46.849°N、44.372°W的极以(0.101 5°±0.013 4°)/Ma的速率运动,南极板块的运动则以46.871°N、146.942°E为极,速率为(0.084 6°±0.017 7°)/Ma,欧亚板块的运动更慢,极为27.291°N、171.925°W,速率为(0.065 5°±0.020 6°)/Ma.这一模型表明,岩石圈相对深部地幔有一个以49.423°S、90.625°E为极,速率为(0.198 3°±0.013 5°)/Ma的净旋转.表明太平洋热点同印度-大西洋热点不一致,显示太平洋热点的运动也不一致.为了分析和比较,还给出了仅用全球分布的热点的走向数据和仅用印度-大西洋热点的走向数据得到的板块绝对运动的角速度.     

On tectonic movement in the South China Sea during the Cenozoic

The tectonic movement taking place at the end of Cretaceous and the beginning of Cenozoic had opened the Cenozoic phase of polycyclic tectonic movements, then the whole crust of the South China Sea had been mainly subjected to the regional stress field of tectonic tension, which was characterized by rifting depression. Seven times of regional tectonic movement and sedimentation had been assembled into a geological development history of polycyclic oscillation. Especially, the tectonic movements were strongly intensified at the end of Cretacious and the beginning of Paleagene, between Late Eocene and MidOligocene, during Mid and Late Miocene. These three times of tectonic movement had built the most important regional tectonic interfaces in the South China Sea. Crust movements of the South China Sea were the result and epitome of interaction of the Eurasia, Pacific and IndoAustralia plates, that is, they were introduced by polycyclic changes of directions, rates and strengths of lithospheric movements and asthenospheric flows across the Pacific and IndoAustralia plates.