加勒比板块边缘中新生代构造古地理特征及演化

加勒比板块边缘带包括西缘中美洲古陆块及火山岛弧、北缘大安的列斯岛弧带、东缘小安的列斯岛弧带和南缘南美板块北部4个部分,其沉积充填特征存在明显差异。加勒比板块边缘接受沉积时间由西向东逐渐变晚,其中中美洲古陆块以碳酸盐岩及火山碎屑岩充填为主,大安的列斯岛弧带及南美板块北部地区以碳酸盐岩—碎屑岩混合沉积充填为特征,中美洲火山岛弧带与东缘小安的列斯岛弧带以火山碎屑岩充填为主,造成这种沉积充填差异的主要原因是构造演化控制下的加勒比地区的古地理特征不同。加勒比板块及其周缘地区的构造古地理演化共经历4个阶段:(1)侏罗纪裂谷期,泛大陆的裂解使得南、北美板块边缘发育裂谷相;(2)白垩纪被动陆缘期,古加勒比海槽的进一步打开使得南、北美板块边缘发育被动大陆边缘浅海相;(3)晚白垩世—始新世碰撞造山期,加勒比板块与南、北美板块的碰撞拼合作用使得加勒比板块南、北缘均从海相转变为碰撞造山陆相;(4)始新世以来的分异期,随着古加勒比海槽的消亡和北缘碰撞拼合的结束,加勒比板块东缘及西缘的火山岛弧带进一步发育,而北缘及南缘继续发育陆相沉积。     

南阿拉斯加地壳及上地幔结构成像研究

通过反演562891个纵波和156321个横波走时数据,第一次同时获得了阿拉斯加地区地壳及上地幔的纵波与横波速度以及泊松比图像,为更好地认识阿拉斯加地区的深部地震结构、太平洋板块与亚库塔特板块的俯冲几何形态提供了科学依据.成像结果表明P波和S波速度图像与泊松比结构具有很好的一致性,强的高速度和低泊松比异常沿着阿拉斯加俯冲带延伸至200 km深度,该高速度和低泊松比异常体与俯冲带的地震空间分布吻合,因此,我们认为该高速体为俯冲的太平洋板块和亚库塔特板块.从地震空间分布发现,大部分大地震（M>6.5）发生在高速度与低速度异常交界处,可能反映了俯冲板块之间强耦合作用.在俯冲带的地幔楔显示出广泛的低速度和高泊松比异常,并且这些异常与岛弧火山的位置相对应,这与大洋板块俯冲所形成的岩浆入侵作用有关.研究结果表明在南阿拉斯加俯冲带,俯冲板块的俯冲角度从兰格尔块体下方的平坦变成在布里斯托尔湾下方的陡峭,这与亚库塔特板块俯冲在兰格尔块体下方和太平洋板块俯冲在布里斯托尔湾下方有关.在基奈半岛和科迪亚克岛连接处的上地幔位置存在强烈的低速与高泊松比异常体,使该处的大洋俯冲板块变薄.这一现象可能与亚库塔特板块和太平洋板块相互碰撞作用以及软流圈强烈的上升流入侵有关.     

马尼拉海沟北段俯冲带输入板块的不均一性

本文整合了横跨马尼拉海沟北段的21条多道地震层位信息、海底地形以及天然地震数据,分析了研究区内的输入板块性质差异及其对增生楔变形和地震活动性的影响.研究发现,沿马尼拉海沟北段的输入板块在地壳性质、基底起伏和沉积物厚度上存在明显的自北向南的差异:(1)最北段基底埋深大,上覆沉积物厚,地壳厚度较薄,地壳性质可能为初始南海洋壳或者圈闭的菲律宾海洋壳;(2)中段基底埋深浅,上覆沉积物薄,地壳厚度大,地壳属性表现为过渡壳性质,受到岩浆活动的影响,初始的地壳性质可能为华南陆块张裂分离出的微小陆壳块体,或者是南海洋壳;(3)南段基底埋深和沉积物厚度介于中间,存在明显的地磁条带,地壳性质为正常的南海洋壳.这一输入板块性质的不均一性可解释该区的特殊增生楔变形现象,如恒春弱变形带的出现,向海方向内凹的海沟形态以及上陆坡海底的大幅抬升等,同时也影响了研究区内的板片俯冲形态和发震构造的地震活动性.研究结果证实了沿马尼拉海沟北段存在南北向的地球物理性质的差异,但对于地壳属性的最终厘定还需要更多的地质与地球化学证据.     

雅鲁藏布江缝合带内韧性剪切带的地质特征及其意义

阐述了雅鲁藏布江缝合带内发现的巨型韧性剪切带的规模、构造分带性及其地质特征,指出了膝折构造带与低温高压变质带以及韧性剪切带的成因关系,阐明了缝合带内韧性剪切带在板块俯冲时的空间位置及其构造地质意义。     

纬向正常密度假说与内波假说的比较

本文简要介绍了大陆漂移及板块运动动力问题研究的历史背景、以及我国地学工作者最新提出的“内波假说”和“纬向正常密度假说”在这一问题上的基本观点.针对地壳运动及板块运动的动力机制问题,对“内波假说”和“纬向正常密度假说”的基本观点进行了初步的比较.     

三维板块几何形态对大陆深俯冲动力学的制约

大陆深俯冲及超高压变质作用是大陆动力学的重要研究内容,前人进行了系统的地质、地球物理观测以及数值模拟研究.然而,自然界中大陆板块的俯冲、碰撞及造山过程大部分具有明显的沿走向的差异性,这种典型的三维特征可能很大程度上依赖于会聚大陆板块的初始几何学和运动学特征.本文采用三维高分辨率的动力学数值模拟方法,建立了方形大陆板块和楔形大陆板块两种不同的俯冲-碰撞模型,并且俯冲大陆板块侧面与大洋俯冲带相邻.数值模拟结果揭示大洋板块可以持续地俯冲到地幔之中,而大陆板块俯冲到一定深度处,其前端的俯冲板块将发生断离,并进而造成残余的大陆板块俯冲角度的减小.方形大陆俯冲板块的断离深度约为150km,而楔形大陆俯冲板块的断离深度较大,约250~300km,这很大程度上取决于俯冲带中大洋板块的牵引力和大陆板块的负浮力之间的竞争关系.同时,无论方形还是楔形大陆板块俯冲模型中,板块断离后,侧向的大洋俯冲板块仍可以拖曳约60~70km宽的大陆边缘岩石圈持续向下俯冲,揭示了新西兰东部的洋-陆空间转换俯冲带的动力学机制.并且,数值模型与喜马拉雅造山带和秦岭—大别—苏鲁造山带进行了对比,进而对其高压-超高压岩石空间展布沿走向的差异性特征和机制提供了一定的启示.     

板块运动地球动力学机制探究

对前人提出的多种地球动力学机制特别是地幔对流说进行剖析,提出板块运动地球动力来源于地转离极作用和旋转半径变化造成的地转不同步作用,并受到刚性岩石圈板块应力平衡作用、惯性作用和弹性作用等内在规律的制约,另外规律性的固体潮作用和偶然性的陨石撞击作用是影响板块运动的附加应力因素。     

全球主要俯冲带处板块运动与地震各向异性及应力场的相关性讨论*

在全球板块的很多地方,包括俯冲带、大洋中脊、甚至大陆板块的内部等,地震各向异性都与板块绝对运动的图像存在一定的相关性,或者与板内应力场的优势取向一致。本文统计分析了全球9个包含主要俯冲带的板块边界内板块运动与地震各向异性及应力场的相关性,结果表明,板块的绝对或相对运动控制着板块边界的地震各向异性和应力场特征,尤其是板块的相对运动,在板块边界带处的影响十分明显;从计算结果可以看出,板块的相对运动方向与地震各向异性及应力场的相关性要好于板块绝对运动。在包含俯冲带的板块边界处,由于俯冲机理的复杂性和控制因素的多样性,使得俯冲带处两者的相关性较为复杂,不同深度来源的各向异性表现出不同特征,且应力状态受多种因素的控制,对于该区域两者的相关性则需进一步深入研究。     

中国东北地区下方660 km间断面研究

围绕中国东北地区下方俯冲的西太平洋板块是停滞在地幔过渡带内水平向西伸展, 还是穿透660 km间断面直接进入下地幔, 始终是一个具有争议的问题. 本文基于P--SV转换波对速度间断面的敏感性, 利用中国数字地震台网在东北地区布设的136个固定地震台站记录到的远震波形数据, 通过提取台站下方的接收函数并采用共转换点(CCP)叠加技术, 得到了该区域660 km间断面的起伏变化图像. 结果显示, 东北地区下方660 km间断面下沉幅度超过20 km的区域主要集中在44°N以南、 东西跨度约400 km的范围内. 660 km间断面的下沉表明西北太平洋板块俯冲到了中国东北地区下方, 在较小区域范围内观测到的较大深度异常可能暗示着俯冲板片穿透660 km间断面直接进入了下地幔.      

东亚大陆边缘的板块重建与构造转换

东亚大陆边缘中新生代期间的动力学演化始终是地质研究的难点和热点,特别是对其大陆边缘性质、类型和演化过程始终不明朗,并存在巨大争论。系统综述了40多年来已有东亚大陆边缘二叠纪以来板块重建的主要方案,特别是近10年来东亚陆缘新的研究成果,侧重探讨了晚三叠世以来东亚大陆边缘类型转换、不同构造域的交接—转换过程。认为东亚陆缘总体经历了三叠纪前的被动陆缘阶段、晚三叠世—早白垩世的大陆岩浆弧发育的安第斯型活动陆缘阶段、早白垩世晚期—始新世的走滑拉分盆地发育的安第斯型活动陆缘阶段和渐新世以来的日本型活动大陆边缘阶段。这对于认识中国东部海域渤海湾、黄海、东海和南海盆地成因具有指导意义。同时,分析了各阶段海—陆分布特征及其变迁规律、板块格局变动过程及其动力学背景。