地震前亚失稳应力状态的识别: 以5°拐折断层变形温度场演化的实验为例

利用岩石样品在失稳破裂前有“亚失稳”现象的实验结果,是不能预测大地震的。作此论断的主要理由是：①大地震与小地震的基本区别是,大地震在初始破裂发生后有一个长时间（几十秒,最长可达几百秒）的断层动态破裂过程,目前还不能预测断层的动态破裂何时会停止,因而不能预测地震的大小。②岩样的“亚失稳”实验结果即使可推广到野外地震发生的研究,充其量只能预测地震初始破裂的发生,但无法断定发生初始破裂后,地震是否会发展为一个断层面很大的大地震。③通过反演观测的地震波虽然可以得到地震动态破裂过程的认识,但由于断层破裂动力学目前还不能提供符合实际断层动态破裂过程的理论模型,没有理论模型就不能做预测。     

花岗岩构造研究及花岗岩构造动力学刍议

花岗岩可以视为一种很好的构造标志体,犹如褶皱、断裂一样。从花岗岩浆的形成、融体分离、岩浆上升到岩体定位以及变形改造的全过程都蕴含着丰富的构造动力学信息。研究花岗岩浆上升、迁移和定位可以探讨构造块体抬升及区域构造动力学。岩体生长方式与构造块体的运动学、动力学有密切的关系,极性生长揭示了上、下构造块体或岩石圈之间的相对的近水平方向剪切运移。变形花岗岩体是一种区域尺度的应变标志体,可以进行岩石有限应变测量和流变学参数估算,为分析区域构造变形特征提供应变参数。以对不同期次、不同变形程度花岗岩体为间接标志体,通过锆石定年可以限定变形的时间,特别是有可能确定早期变形的时间。岩体定位深度的系统研究有利于了解构造块体的抬升和深部构造作用。花岗岩构造与花岗岩成因类型特别是其演变研究的结合是判别构造块体动力学背景以及其转换的有效途径。通过这几方面的系统研究和有机结合,可以提供丰富的构造动力学信息,是否可能发展成较系统的花岗岩构造动力学值得探讨。     

深俯冲和折返动力学:来自中国大陆科学钻探主孔及苏鲁超高压变质带的制约

中国大陆科学钻探工程和苏鲁高压-超高压变质带为大陆岩石圈的深俯冲与折返动力学的研究提供了以下制约(1)苏鲁高压/超高压变质地体迭置于南、北苏鲁两个不同时代及属性的基底之上;(2)苏鲁巨量表壳岩石深俯冲至200km以下的上地幔深度,并经历超高压变质作用;(3)根据不同类型超高压变质岩石锆石的SHRIMP-U/Pb原位精确定年,获得超高压变质岩石的深俯冲-折返全过程(240～252Ma→230～237Ma→207～218Ma)时限.并建立了新的深俯冲-折返全过程的P-T-t轨迹;(4)富钛铁的辉长岩在大陆地壳的深俯冲过程中,经历了超高压变质作用并转变成了富含金红石的榴辉岩,形成了超高压变质的钛矿床;(5)通过榴辉岩和石榴石橄榄岩的显微构造分析及石榴石、绿辉石和橄榄石EBSD测量,确定深俯冲过程中绿辉石和橄榄石的组构运动学和流变学特征;(6)在大陆的深俯冲过程中,强烈水化的陆壳岩石经历了进变质脱水过程,巨量的地表水带入到＞100～200Km的地幔深处,在超高压变质峰期的极端条件下,通过含水超高压变质矿物的分解形成超临界的含水熔体,导致有效的壳-幔物质交换和岩石圈物质分异;(7)苏鲁超高压变质地体在折返阶段形成挤出纳布构造,与岩石圈深俯冲管道流的折返挤出机制有关;(8)提出新的深俯冲-折返动力学模式陆.陆碰撞的深俯冲剥蚀模式及大陆地壳多重性、分层型和穿时性的俯冲和折返模式.     

中国大陆动力学研究内涵与轨迹的思考

大陆动力学已成为21世纪地球科学研究中的热点和中坚,在它面对当今资源、能源、灾害和环境等社会与经济快速发展需求日益增长的同时,是机遇,却也是挑战.因此厘定其研究的内涵和导向是十分重要的.基于多年的研究实践和探索,本文将对以下五个方面进行讨论:1)大陆动力学研究的内涵与界定;2)大陆动力学研究的导向和轨迹;3)大陆动力学研究中地球物理反演结果和解释中的矛盾;4)强化发展学科交叉以构成交叉科学;5)对2011年大陆动力学委员会学术活动的思考.     

上地幔密度异常驱动小尺度对流及实验模型

建立了由密度异常驱动上地幔小尺度对流的数学 物理模型, 发展了利用地震层析成像数据反演上地幔小尺度对流的基本理论和方法. 该模型建立在三维直角坐标系框架上, 假设地震层析成像所显示的地震波速度异常对应于上地幔物质密度异常, 而该密度异常反映了上地幔小尺度热对流系统的温度异常场. 模型首先将地震层析成像确定的地震波速度异常转换为密度异常, 并视其为对流的驱动力; 进而利用三维傅立叶变换, 在波数域内, 在给定的边界条件下, 求解控制流体行为的运动方程和连续性方程, 最后求得对流的流场. 为检验本研究提出的理论和方法的有效性, 本文使用了两个简单的实验模型： 热体和冷体模型; 俯冲断离( break off)板片模型, 计算了其驱动的地幔流场. 结果表明, 本文提供的理论和方法, 可以直接应用于与区域岩石层构造动力学相关的上地幔小尺度对流的研究.     

块系岩体非协调动力响应特征试验研究

岩体在块系构造状态下的动力传播存在块体和块体间软弱介质的非协调变形现象,对岩体结构的动力稳定产生重要影响。目前块系岩体的非协调动力传播响应研究尚不充分,导致不能进行有效的动力响应特征识别。通过试验对块系岩体非协调动力传播过程岩块动力响应特征进行研究,分别从动力传播速度、岩块加速度振幅衰减、岩块振动位移响应、岩块振动持续时间、块体动能显现、块体振动频域响应特性等方面对比纵波传播,给出块系岩体非协调动力传播的特征分析。通过分析可知,块系介质非协调变形运动产生的动力传播现象相比于纵波传播是一种低频低速波,并伴随着岩块的大位移运动,同时岩块振动持续时间较长,蕴含着动能与势能的相互转换过程,这些现象构成了块系岩体非协调动力传播的重要特征。该研究将为识别岩体非协调动力传播特征及块系岩体的冲击预警波动特征识别提供参考。     

Genesis of S-type Granites in the Pengshan Sn-polymetallic Ore Field, Northern Jiangxi Province and its Implications

The Pengshan Sn-polymetallic ore field is located in the southeastern part of the Yangtze block, spanning the southeast edge of the MLYDZ and the northern edge of the mid-segment of the Jiangnan Uplift, and on one side of the MLYDZ. The studies of LA–ICP–MS zircon U–Pb chronology and petrogeochemistry for Early Cretaceous acid granites from the Pengshan ore field were carried out in this paper. We report zircon U–Pb geochronology and whole-rock geochemistry for acid granites in the Pengshan ore ...     

基于GIS和SD方法的社会经济发展与生态环境响应动态模拟预测研究

在着重于空间现象分析处理的GIS与动态模拟的SD方法结合的模式下,动态模拟预测了不同社会经济发展策略对生态环境的影响,揭示了生态经济系统社会经济发展与生态环境相互影响关系,为区域可持续发展提供决策支持服务。     

中亚地区中生代以来的地貌巨变与岩石圈动力学

中亚地区的地貌自中生代以来发生过两次巨变：一次是青藏高原的隆起,另一次是中生代中国东部高原及其西侧共存的中亚准平原的兴衰。青藏高原的隆起引起了全球气候和中亚环境的巨变。对此,自80年代以来开展的国际合作已经在地质学和地球物理学等研究领域取得了丰硕的成果。不过,在解释高原隆升—气候变化—剥蚀作用的相互关系方面仍存歧见。相比之下,中亚地区中生代的地貌巨变尚属新的研究课题。人们认识到,中亚地区在中侏罗世至新近纪曾存在一个准平原,而在中国东部则存在一个中生代高原。这一中生代地貌巨变引发出许多新的思考,如：为什么这一中生代准平原能保存长达150 Ma？中国东部高原是怎样形成的,又是怎样消失的？这两次地貌巨变及其相关的岩石圈动力学将是“TOPO?CENTRAL?ASIA”这一国际岩石圈计划项目的研究主题。     

长江口地区地面沉降的深部动力学机制分析

地表变形、活动断裂和地球物理的综合分析表明,菲律宾洋壳向欧亚大陆的俯冲导致的地幔对流是控制中国东部沿海地区晚新生代以来构造作用的主导因素,是长江口地区地面沉降的主要深部动力学机制。由于地幔对流和青藏高原挤压共同作用导致的地壳热流值的差异则是长江口地区西部隆升、东部沉降且向东沉降速率增大的直接驱动力。预测未来长江口地区的基岩沉降范围将以>10cm/a的速率向西扩大,沉降速率将呈明显加速趋势,40000a之内上海市可能被海水淹没,但板块构造演化的“渐变”特征决定其对当地未来的人类活动不会造成显著影响。根据“地壳均衡理论”,建议在长江口南西部(浙江省北东部)的丘陵山区加大重力载荷如加快城市化进程或人工造山以减小和控制上海地区的沉降。