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核—幔相互作用及其地球动力学意义 总被引：1，自引：0，他引：1
核－幔边界是地球内部反差最大的一个边界,也是最重要的边界,界区的核－幔相互作用过程在整个地球动力学系统中起着重要的作用。本文在概述了该－边界基本特征的基础上,系统地总结了有关核幔物质的化学反应和Ｄ”层的形成,核－幔间的质量传递及其对地幔对流之贡献,核－幔耦合与动量传递等的研究成果及有关问题。 相似文献
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受时空不可及性的制约,地质学家在探究地球深部物质组成方面仍显得很被动,尤其是在探究地幔物质组成方面显得更加艰难.目前,科学家们探测地幔物质主要依靠地球物理学和实验矿物学、岩石学方法相结合的手段来进行.结果表明,地幔过渡带主要的矿物组成有瓦士利石、林伍德石、超硅石榴子石以及少量的CaSiO3.下地幔主要矿物组成有钙钛矿(Pv)、后钙钛矿(PPv)和镁方铁矿(Mw).在讨论过渡带和下地幔物质组成的基础上,归纳总结了地球内部热源的三种来源,分别是放射性元素的衰变热和初始熔融硅酸盐地球长期冷却放出的热、核幔边界在地磁场和高电导率物质的作用下产生的热以及来自地核的热.这些结论对研究地球深部动力学和热力学过程有重要意义. 相似文献
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初论幔柱构造成矿体系 总被引：12，自引：0，他引：12
从板块构造与板块边界矿床、超大陆旋回与大陆边界矿床、地幔热点与大陆内部矿床的角度 ,阐述了幔柱构造成矿体系的基本思想、分类、成矿特征及旋回性 ,提出了热幔柱和冷幔柱两个成矿体系和地幔热柱 -热点、地幔热柱 -大陆裂谷、地幔热柱 -大洋扩张、冷幔柱 -前寒武纪硅铝壳造山、冷幔柱 -显生宙硅铝壳 /洋壳造山等五个成矿系统 ,并初步划分了矿床成矿系列 ,例举了某些典型矿床。 相似文献
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地球核幔相互作用的研究难点在于无法获得实际样品。洋岛玄武岩和溢流玄武岩被认为是地幔柱减压熔融的产物,携带了核幔边界的物质信息,可作为研究地球核幔相互作用的样品。182Hf-182W同位素体系的特殊化学性质,使W同位素成为研究核幔相互作用的重要工具。本文介绍了W同位素示踪的基本原理,并回顾了核幔相互作用的W同位素研究进展。目前已发表的数据表明,全球洋岛玄武岩具有W元素丰度富集(67×10-9～855×10-9)、182W同位素亏损(μ182W=-0.1～-16.1)的特征,由此推断洋岛玄武岩可能来源于核幔平衡源区。Baffin Bay和Ontong Java Plateau溢流玄武岩则具有182W富集(μ182W=23.4)的特征,可能来源于早期地幔源区。洋岛玄武岩和溢流玄武岩的μ182W差异可能是由地幔柱头尾异质性引起。此外,引起μ182W异常的其他原因可能有：原始地幔... 相似文献
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板块下的构造及地幔动力学 总被引：14，自引：4，他引：14
最新的全球地幔地震层析资料揭示了岩石圈板片可以俯冲到核幔边界，超地幔羽可以从核幔边界上升到地壳上部形成热点。在大陆板块汇聚边界，地幔地震层析图像不仅显示了岩石圈板片的超深俯冲，还保存了拆沉的岩石圈“化石”残片的重要信息。从地幔深部所获取的新资料为全地幔“单层对流“的新模式提供了依据。在介绍上述全球构造研究新动向的基础上，本文强调了研究岩石圈板块必须了解板块下的构造，探索岩石圈板块的驱动力应该从“岩石圈动力学”升华到“地幔动力学”，并提出了大陆板块汇聚边界地幔动力学研究的新思考。 相似文献
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河淮地幔亚热柱的隆升，使岩石圈发生强裂减薄的同时，地幔物质呈蘑菇状向外围造山带之不拆离。当幔源拆离薄层被造山带陡倾韧性剪切带切割造成减压释荷，使韧性软化岩石转变为深熔岩浆上侵。形成沿造山带轴部展布的点状或线状构造岩浆带，表现为以构造岩浆带为核部的隆升构造－幔枝构造。隆升较快的构造我段上覆盖层呈揭顶式大幅度拆离，形成典型折变质核杂岩构造。地幔亚热柱→幔枝构造→变质核杂岩演化过程控制着成矿物质的运移、 相似文献
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地球是重力分异和热力对流的对立统一体。重力分异使地内重物质下沉、轻物质上浮，并分划成壳－幔－核结构圈层。核幔间巨大的温度差、压力差、粘度差和速度差的存在，导致源于“超临界层”的热物质流呈柱状上涌形成地幔热柱及其多级演化。由于地球圈层结构及其间的差异，分别在670km、100km深处，即核－幔界面上和岩石圈底部形成地幔亚热柱和幔枝构造。地幔热柱、地幔冷柱共同驱动幔壳运动，并控制着板块运动，形成复杂的大陆（大洋）动力学系统。这种动力学模式越来越得到地球物理学的证实。 相似文献
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Xiong Xiong Institute of Geodesy Geophysics Chinese Academy of Sciences Wuhan Institute of Geology Geophysics Chinese Academy of Sciences Beijing Hsu Houtze Institute of Geodesy Geophysics Chinese Academy of Sciences 《中国地质大学学报(英文版)》2001,12(2)
ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｅａｒｔｈｉｎｔｅｒｉｏｒｈａｓａｐｒｏ ｆｏｕｎｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｅａｒｔｈ .Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ,ｔｈｅｃｒｕｓｔａｌａｎｄｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｉｃｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｈｅａ… 相似文献
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在核幔界面之上的下地幔一侧,地震波速分布极不均匀,厚度在50~300 km范围内变化的一层物质称为地幔底层。地幔底层由具有高地震波速和高密度的D″区和超低速带(ULVZ)组成。地幔底层是地核热能向地幔传播的必经之路,也是地幔中温度和温度梯度最高的地区。地幔底层既是俯冲板块的最终归宿,又是热柱和超级热柱的源区。因此,地幔底层既是全地幔对流的起点,又是全地幔对流的终点。在地幔底层可能发生地幔物质(包括俯冲板块物质在内)的部分熔融作用,也可能存在外核液态铁与地幔硅酸盐的化学反应。所以地幔底层在全球物质演化中占有重要的地位。 相似文献
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ZHENG Hongwei LI Tingdong HE Rizheng YANG Hui NIU Xiao ZOU Changqiao 《《地质学报》英文版》2020,94(4):1159-1166
To better understand the lithosphere mantle collision tectonics between the India plate and Asia plate, we determine three dimensional P wave velocity structure beneath western Tibet using 27,439 arrival times from 2,174 teleseismic events recorded by 182 stations of Hi-CLIMB Project and 16 stations in the north of Hi-CLMB. Our tomographic images show the velocity structure significantly difference beneath northern and southern Qiangtang, which can further prove that the Longmu Co-Shuanghu ophiolitic belt is a significant tectonic boundary fault zone. There are two prominent high velocity anomalies and two prominent low velocity anomalies in our images. One obvious high velocity anomalies subduct beneath the Tibet at the long distance near 34°N, whereas it is broke off by an obvious low velocity anomaly under the IYS. We interpret them as northward subducting Indian lithosphere mantle and the low velocity anomanly under IYS likely reflects mantle material upwelling triggered by tearing of the northward subduction Indian lithosphere. The other prominent high velocity anomaly was imaged at a depth from 50 km to 200 km horizontal and up to the northern Qiangtang with its southern edge extending to about 34°N through Hoh Xil block. We infer it as the southward subducting Asia lithosphere mantle. The other widely low velocity anomaly beneath the Qiangtang block lies in the gap between the frontier of India plate and Asia plate, where is the channel of mantle material upwelling. 相似文献
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利用冈底斯中-东部197个宽频带天然地震台站记录到的数据和远震P波走时层析成像方法,获得了该区域的P波速度扰动图像。层析成像结果显示研究区地壳和上地幔地震波速度结构存在着复杂的空间变化。首先,在藏南拆离系断层(STD)以北的特提斯喜马拉雅地壳中存在着较强的低速异常,但是该低速异常的北端在远离裂谷带的地方并没有明显越过雅鲁藏布江缝合线(YZS),这与前人的观测结果略有不同;在亚东-古露(YGR)和措美-桑日(CSR)裂谷带的下方存在低速异常,但异常强度都没有前者大;在两个裂谷带之间的拉萨地块中-南部,地壳表现为强高速特征。这些结果表明,影响青藏高原地壳构造演化的"地壳通道流(Crustal Channel Flow)"在藏南主要分布在特提斯喜马拉雅地区,在雅鲁藏布江缝合线以北的冈底斯地区,可能主要局限于沿裂谷带分布。其次,被解释为印度岩石圈地幔的上地幔高速异常,在研究区西部,抵达了雅鲁藏布江缝合线以北100km或更远的地方,而在研究区东部,并没有越过雅鲁藏布江缝合线,而是停留在缝合线以南~100km的高喜马拉雅下方,印证了前人给出的印度板块俯冲角度在研究区附近存在东西向变化的层析成像结果。此外,我们的层析成像结果还印证了冈底斯东南侧的上地幔低速异常根植于上地幔底部,我们认为该现象可能与巽他块体的顺时针旋转引起向东俯冲的缅甸弧向西后撤有关。 相似文献
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Multiscale seismic tomography and mantle dynamics 总被引：15，自引：10，他引：5
In this article we first introduce the methodology of multiscale seismic tomography and the way to interpret the obtained tomographic images, and then review the significant recent results of multiscale seismic tomography with emphasis on mantle plumes and subducting slabs. Global and regional tomography shows that most of the slab materials under Western Pacific and East Asia are stagnant in the mantle transition zone before finally collapsing down to the core–mantle boundary as a result of large gravitational instability from phase transitions. Local and teleseismic tomography studies have imaged clearly the subducting slabs and arc magma chambers in the upper-mantle wedge, indicating that geodynamic systems associated with arc magmatism and back-arc spreading are related to deep processes, such as convective circulation in the mantle wedge and dehydration reactions of the subducting slab. Because most hotspots are located in poorly instrumented continental and oceanic regions, 3-D crust and upper-mantle structure is determined for only a few hotspots such as Iceland, Yellowstone and Eifel which are covered by seismic networks, and plume-like slow anomalies are revealed under those hotspots. Global tomography has revealed deep mantle plumes under the major hotspots such as Hawaii, Iceland, Kerguelen, South Pacific and Africa. Strong lateral heterogeneities are revealed at the bottom of the mantle, which are associated with the deeply subducted slabs and the birth of mantle plumes. A thorough understanding of the deep Earth structure will only be achieved by a combination of more effective seismic imaging techniques and dense coverage of global seismic networks, particularly in the oceans. 相似文献
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地幔动力系统与演化最新进展评述 总被引：9，自引：1，他引：8
评述了９０年代以来地幔动力学研究的一些最新的观测和理论模拟的进展,探讨该领域的几个主要热点问题,包括地幔内部转换带和核幔边界的物理化学性质与演化,俯冲板片热结构及其与地幔的相互作用,热点物理化学性质与地幔柱动力学模拟,地幔对流系统及其对表层地质过程的影响等。这些结果是在多学科交叉研究的背景下取得的。地震层析的结果超越了８０年代取得的大尺度地幔结构,得到了越来越精细的结构,如俯冲板片的结构,６６０ｋｍ间断面的起伏,ＣＭＢ的超低速层和各向异性等。俯冲板片在某些区域平躺在上地幔底部,造成６６０ｋｍ间断面的凹陷。已有明显的迹象表明,俯冲板片至少在某些区域达到了地幔底部,说明下地幔是驱动地表板块运动的地幔对流不可分隔的一部分。全地幔对流模式对地幔中存在不同的地幔地球化学源区的看法提出重大挑战,计算机模拟三维球坐标地幔对流已经成为现实,新的研究正试图把地表板块加入到对流的模拟之中,并再造板块运动的动力学演化史。最后,对这些领域的最新进展提出自己的分析和看法,认为地球动力系统演化研究所面临的难题是地球内部动力状态演变的历史记录问题。而这样的记录,尤其是早期记录,只能从地球表面的造山带和盆地记录中去寻找。认为建立地质记录与? 相似文献
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本研究利用114个固定台站记录的121个远震事件,以钦杭结合带为中心,采用天然地震层析成像构建了华南东南部上地幔P波速度结构模型。研究结果表明：（1）钦杭结合带、武夷成矿带以及南岭成矿带的深部结构存在着差异,说明3个成矿带经历了不同的构造演化过程;（2）江绍断裂的上地幔中存在着低速异常,推测该低速异常为从地幔过渡带或者下地幔上涌的热物质,与钦杭结合带和武夷成矿带的成矿作用有着密切的关系;（3）下扬子地区上地幔底部的高速异常可能为拆沉的岩石圈,而华夏板块上地幔顶部的高速异常则有待进一步研究。本研究的结果为认识华南东南部的深部结构提供了新的证据。 相似文献
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Seismic observations have shown structural variation near the base of the mantle transition zone(MTZ)where subducted cold slabs,as visualized with high seismic speed anomalies(HSSAs),flatten to form stagnant slabs or sink further into the lower mantle.The different slab behaviors were also accompanied by variation of the "660 km" discontinuity depths and low viscosity layers(LVLs) beneath the MTZ that are suggested by geoid inversion studies.We address that deep water transport by subducted slabs and dehydration from hydrous slabs could affect the physical properties of mantle minerals and govern slab dynamics.A systematic series of three-dimensional numerical simulation has been conducted to examine the effects of viscosity reduction or contrast between slab materials on slab behaviors near the base of the MTZ.We found that the viscosity reduction of subducted crustal material leads to a separation of crustal material from the slab main body and its transient stagnation in the MTZ.The once trapped crustal materials in the MTZ eventually sink into the lower mantle within 20-30 My from the start of the plate subduction.The results suggest crustal material recycle in the whole mantle that is consistent with evidence from mantle geochemistry as opposed to a two-layer mantle convection model.Because of the smaller capacity of water content in lower mantle minerals than in MTZ minerals,dehydration should occur at the phase transformation depth,~660 km.The variation of the discontinuity depths and highly localized low seismic speed anomaly(LSSA) zones observed from seismic P waveforms in a relatively high frequency band(~1 Hz) support the hypothesis of dehydration from hydrous slabs at the phase boundary.The LSSAs which correspond to dehydration induced fluids are likely to be very local,given very small hydrogen(H~+) diffusivity associated with subducted slabs.The image of such local LSSA zones embedded in HSSAs may not be necessarily captured in tomography studies.The high electrical conductivity in the MTZ beneath the northwestern Pacific subduction zone does not necessarily require a broad range of high water content homogeneously. 相似文献