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本文通过资料分析和模型计算,得到地球自转速率长期减慢趋势和周期波动规律的形成原因.潮汐摩擦是地球自转减慢的主要因素,重力分异和圈层角动量交换是地球自转周期变化的主要因素,重力分异造成的地球各圈层差异旋转是地壳自转变化先慢后快的特殊因素.重力分异将一个均匀的自转地球变为分层的差异旋转地球,在质量向地心集中的同时,自转动能也向地核集中,使地壳和地幔自转变慢,使地核自转变快.圈层角动量交换将地球自转动能变为热能,积累在核幔边界,使地壳和地幔自转变快,地核自转变慢.核幔边界积累的热能周期性使外核热膨胀,为热幔柱和火山活动提供了能源和动力,火山活动高峰对应地球自转加快是证据.计算模型表明,地球自转速度变化的规律和历史记录证明重力分异和圈层差异旋转是地壳运动的主要动力,受地球自转速度变化的约束,地球体积不会有较大的胀缩,国内外测量结果证实了这一结论. 相似文献
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JGR(Journal of Geophysical Research:Solid Earth)于2012年10月12日,发表了题为"Multi-technique equation of state for Fe2SiO4melt and the density of Fe-bearing silicate melts from 0to 161GPa"的文章指出,地球早期地幔的冷凝结晶可能始于核幔边界或下地幔。地球形成初期,地幔可能是一个整体熔融或局部熔融的巨大岩浆洋,其深度直达核幔边界。尽管目前地幔的物质大多都是固 相似文献
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后碰撞幔源岩浆活动、底垫作用及准噶尔盆地基底的性质 总被引：83，自引：2，他引：81
准噶尔盆地周边地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩类、基性_超基性杂岩和火山岩 .它们普遍具有正的εNd(t)值 ,表明岩浆起源于亏损地幔 ,并不同程度地受到地壳物质的混染 .幔源岩浆及其分异产物在上地壳侵位只是深部地质过程的浅部反映 ,大量的幔源岩浆很可能在壳幔界面附近和下地壳中发生底垫作用 ,成为准噶尔盆地基底的组成部分 .如果准噶尔盆地的基底是残留洋壳 ,除非发生高度部分熔融 ,否则不可能产生基性_超基性杂岩 .即使准噶尔盆地具有老陆壳基底 ,也会因为幔源岩浆底垫作用而受到强烈改造 .这种解释可以与地球物理资料相容 . 相似文献
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《地球物理学进展》2017,(5)
为了验证西南印度洋中脊50°E区域的残留熔融体与8~11 Ma前的岩浆供给活动的相关性,用有限元方法对洋壳模型进行热力学数值计算,以期解答超慢速洋中脊热液活动是由于古岩浆房长期持续供热,还是依赖周边热点提供持续的岩浆和热融熔问题.实验模拟了水平层状洋壳模型和地震试验得到的实际洋壳模型两种情况,对水平层状洋壳模型研究了上地幔有、无持续岩浆供给两种情况,对实际洋壳模型研究了一次岩浆供给的情况.结论如下:如果洋壳层底部没有持续热供应,岩浆房持续时间约为数千年或数万年;西南印度洋中脊中东段隆起区的热液活动和岩浆房最多持续存在0.8 Ma,现今热液活动的热源并不是8~11 Ma前的岩浆供给提供的. 相似文献
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本文分别基于数值结果和地质学模型,在假定地球的上地幔存在稳定Rayleigh-Bénard对流的基础上,模拟了直径为10 km（陨石坑直径约180 km,以Chicxulub为例）和直径为100 km（陨石坑直径约1000 km）的小行星撞击对地球的上地幔对流格局的影响.本文将直径10 km小行星的撞击效果等效为热异常,将直径100 km小行星的撞击效果等效为热异常和速度异常（主要指陨石坑底部的回弹）的叠加.计算结果表明,当小行星的直径在10 km左右时,撞击对上地幔对流的影响十分微弱,热扰动时间仅2—3 Ma;而当小行星的直径达到100 km时,撞击就会对上地幔对流产生强烈影响.这时,对流从扰动到新的稳态有一定模式可循（依次为：调整、多个对流环、调整、稳定）,扰动的持续时间受黏度和撞击点位置影响,同时稳定后地幔热柱会向着撞击点的方向产生一定的位移. 相似文献
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地球磁场多次发生南北(正负)磁极位置的变换和白垩纪超静磁带(CNS)的异常现象,这已为大家所公认.但造成这种异常现象的原因,则是迄今未能很好解答的一个难题. 应用非线性理论对地球磁极倒转和白垩纪超静磁带进行了分析, 认为超静磁带事件意味着地球核幔相互作用和外核流体运动可能处于能量最低的状态,地球磁场系统通过不断地与外界交换物质和能量,维持一种空间或时间的有序结构.在121～83Ma期间,无外星撞击地球引起地磁极性倒转,可能是白垩纪超静磁带出现的原因之一.地球磁场极性的随机倒转具有混沌运动的自逆转特性,混沌理论给地磁极性倒转提出了一个简明的动力机制解释. 相似文献
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幔源岩浆在南岭燕山早期花岗岩形成中的作用：锆石原位Hf-O同位素制约 总被引：13，自引：0，他引：13
一些岩石学和同位素地球化学证据表明许多花岗岩是两种岩浆混合形成的,但对于是否有幔源岩浆参与大规模花岗岩的形成一直有不同意见.对南岭3个代表性的燕山早期（～160Ma）岩体进行了系统的锆石Hf-O同位素分析,结果显示清湖二长岩锆石具有非常一致的锆石Hf-O同位素组成,εHf（t）=11.6±0.3,δ18O=（5.4±0.3）‰,结合全岩Sr-Nd同位素和微量元素地球化学特征,表明清湖二长岩的母岩浆来源于受到近期地幔交代作用的含金云母岩石圈地幔,没有地壳物质的混染.里松花岗岩及其中暗色微粒包体（MME）和佛冈花岗岩的锆石Hf-O同位素组成有很大的变化范围,锆石Hf-O同位素呈负相关关系,里松MME主要为幔源岩浆（类似于清湖二长岩母岩浆）结晶的产物,有少量壳源岩浆的加入;里松和佛冈花岗岩是幔源岩浆与沉积岩重熔岩浆不同比例混合形成的,花岗岩的形成伴随着重要的陆壳增生和分异. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(10)
对地幔的地球化学研究为理解地球的形成和演化、其内部结构以及地幔动力学提供了重要制约.全地球的成分是通过由地幔岩石与球粒陨石对比所得到,并由此引出了球粒陨石质地球模型.这个模型认为地球难熔元素比例与球粒陨石相同,但挥发份相对亏损.洋岛玄武岩可能是源于地幔柱深部成因,进而成为研究深部地球的独特途径.洋岛玄武岩同位素组成变化可用有限几个地幔端元(例如,DMM、EM1、EM2和HIMU)来描述,由此用来解译重要的地幔过程.地壳物质通过俯冲和拆沉进入深部地幔,对地幔不均一的形成起到了重要作用.然而,这些地壳物质如何由部分熔融所提取,例如洋岛玄武岩成因中贫橄榄石岩石的作用,仍是热点争论话题.高~3He/~4He地幔的位置和成因仍有争议,存在从下地幔未演化(或弱演化)的原始物质到浅部成因的高程度演化物质的看法,后者包括古老熔融残留、弧下镁铁质堆晶和再循环含水矿物.可能存在的核幔相互作用被假定为洋岛玄武岩中诸如放射成因~(186)Os以及Fe和Ni的富集之类地球化学特征形成的原因.诸如~(142)Nd、~(182)W和Xe同位素之类的短寿命核素的微小但重要的变化在古老和现代岩石中均有报道,这暗示地幔必须在地球形成后100Myr内即发生分异,而且地幔并未被对流所有效均一化. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(11)
华北克拉通南缘在晚中生代158~112Ma发生大规模的花岗质岩浆活动,以及同时期的钼-金-银-铅-锌多金属矿床成矿作用.通过分析这些花岗岩类岩石的元素和同位素地球化学特征以及精确的年代学研究成果,发现它们的地球化学特征在127Ma前后有明显差异:早期(158~128Ma)主要形成Ⅰ型花岗岩,以不具有明显的Eu负异常、富集大离子亲石元素和亏损Y、Yb等重稀土元素为特征;晚期花岗岩(126~112Ma)更富硅和钾,Eu负异常明显,具有更高的Y、Yb含量和Rb/Sr比值,而Sr、δEu、Sr/Y比值等明显降低,主要为A型和高分异Ⅰ型花岗岩,Sr、Nd、Hf同位素组成相对早期的更亏损,并伴随少量基性岩浆岩的发育.两期花岗岩均主要形成于以华北克拉通结晶基底为主的古老地壳物质的部分熔融,并有幔源岩浆的参与;由早到晚,幔源组分显著增多.这些特征反映了地壳厚度有减薄的趋势,并在127Ma发生明显的减薄,证明127Ma是华北克拉通南缘中生代构造体制转折的关键时期;该时期的构造演化及岩浆作用,与太平洋板块俯冲引起的幔源岩浆底侵从而引发的强烈壳幔相互作用有关,并促使岩石圈强烈伸展减薄. 相似文献
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地球形成初期,构成地球的物质在组成上是大致均一的.目前地球的地核-地幔-地壳圈层结构,是由分异作用形成的.分异过程释放的能量称为分异能.Sorokhtin和Chilingarian等人从行星吸积的定义出发,导出了基于地球内部密度分布的势能计算公式,计算出的分异能大小为1.698×1031J.本文采用计算球体势能的思路,导出分异能计算的解析公式和数值计算公式,通过求取原始地球模型与均匀分层模型、PREM模型的势能差计算分异能.两种方法的计算结果分别为1.535×1031J和1.698×1031J.前者与Sorokhtin等的结果相近,后者与之相同.本文初步分析了方法间的异同以及造成结果偏差的主要原因. 相似文献
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旋转椭球型地球的固体地幔与液态地核间相互作用而产生的逆向本征模通常称之为地球自由核章动,自由核章动的品质因子（Q值）能有效反映核幔边界层能量耗散特征,与核幔边界的黏滞度密切相关.本文首次利用全球地球动力学计划网络23个台站27组高密度采样的高精度超导重力仪器观测数据,采用迭积技术,确定了自由核章动参数Q值,进而计算了核幔边界的黏滞系数.数值结果说明获得的核幔边界动力学黏滞系数达到103 Pa·s量级,与加拿大科学家Smylie等利用VLBI观测资料获得的最新结果一致,这说明重力技术是有效应用于研究地球深内部结构的重要手段之一. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(10)
近20年来,塔里木早二叠世大火成岩省在各类火成岩的空间分布、时间序列、地球化学特征、地幔源区和岩浆演化等方面有了深入的认识,为揭示大火成岩省的成因模式和演化过程奠定了坚实的基础.本文将主要基于塔里木大火成岩省存在的两阶段岩浆产物,结合前期研究基础和前人研究成果,系统论证塔里木早二叠世大火成岩省成因的两阶段熔融模式.模式认为塔里木大火成岩省的形成与地幔柱活动有关,其地幔柱作用形式兼具"巴哈纳型"和"德干型"两种特点,即早期高热的地幔柱引起了岩石圈地幔的低程度部分熔融,后期地幔柱上升绝热减压引起地幔柱自身部分熔融.在早期熔融事件中,地幔柱主要表现为上部岩石圈熔融所需的热供给,后期熔融过程中地幔柱成为熔融发生的主要场所和物质供给源.第一阶段喷发的两类玄武岩具有高~(87)Sr/~(86)Sr、低~(143)Nd/~(144)Nd的同位素特征,富集大离子亲石元素和高场强元素,为富集的大陆岩石圈地幔部分熔融的产物,具有"巴哈纳型"特征;而第二阶段产出的基性-超基性侵入岩具有相对两类玄武岩较低的~(87)Sr/~(86)Sr,较高的~(143)Nd/~(144)Nd比值,为地幔热柱熔融的产物,具有"德干型"特征.其中第一阶段,可细分为Group1和Group2两类玄武岩,Group2玄武岩相对Group1玄武岩具有较低的~(87)Sr/~(86)Sr,较高的~(143)Nd/~(144)Nd比值.Group2玄武岩显示连接Group1玄武岩和第二阶段岩浆作用的过渡类型特征,表明塔里木早二叠世大火成岩省是地幔柱与岩石圈地幔持续相互作用的结果.关于塔里木大火成岩省成因模式的研究有助于增进对塔里木大火成岩省岩浆作用、深部地质过程和地球动力学过程的全面认识,有利于丰富大火成岩省的成因理论和地幔柱活动理论. 相似文献
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与地球膨胀有关的数值估计 总被引：2，自引：0，他引：2
对与地球膨胀有关的若干问题进行了探讨,认为目前的固体地球的膨胀与早期的固体地球收缩相对应。通过对两种演经过程能量变化的数值计算,分析、讨论了地球在整个演化过程中应该发生的一些地质现象,如岩浆洋的存在,大气圈和地核的快速形成等,从而 步的验证提供理论根据。 相似文献
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花岗岩是地球区别于太阳系其他行星的重要特征,研究花岗岩的演化对于理解现今地球大陆地壳的形成有重要意义.结晶分异是岩浆演化的主要机制之一.然而,由于花岗质岩浆黏度高,为非牛顿流体,结晶分异在酸性岩浆中有效与否仍有争议.本文侧重物理分析方法,以此审视花岗质岩浆在非运移过程——在岩浆房中及岩浆就位后的结晶分异作用.通过物理计算及分析,我们认为,花岗质岩浆高黏度的特性使得一般的矿物颗粒在岩浆房中受阻沉降速度极小(~10~(-9)~10~(-7)m s~(-1)),因而在存在岩浆对流时,颗粒的堆晶过程将受到影响,岩浆成分趋于均一;当岩浆房演化至晶粥状态(结晶度F~40~50%)后,岩浆对流基本停止,此时粒间熔体可通过颗粒的受阻沉降及压实作用挤出,汇聚成高硅熔体层.高硅熔体层可进一步形成高硅花岗岩、流纹岩.在岩浆房演化至不同程度时,晶粥体多期次的活化及岩浆的上侵可能形成成分变化的复式岩体.此外,以华南富锂氟花岗岩为代表的特殊花岗岩类,相对于一般花岗质岩浆具有更低的黏度和固相线,可能以结晶分异作用产生矿物组合及成分上的垂向分带.而侵入体中小尺度的成分变化结构不是重力分异的结果,流动分异或许起着关键作用.综合来说,花岗质岩浆能够发生结晶分异;高分异特征的高硅花岗岩及火山岩可能是酸性岩浆结晶分异的产物,而花岗岩可能是结晶分异形成的堆晶. 相似文献
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地球内部结构的研究显示,上地幔中400km深度附近存在一个波速和密度的间断面,通常称为410km间断面.普遍认为,橄榄岩α态与β态之间的转换导致了这个间断面的形成,而且在PREM等被广泛采用的地球模型中,这一间断面通常被处理为一个尖锐的跳变.然而,近年来的一些研究提出该间断面在某些地区存在着更复杂的结构.利用欧洲台网所观测到的宽频带数据,对发生在意大利中部的1998-05-18地震事件进行了分析研究,在PREM模型的基础上,通过对不同的410km间断面结构模型的波形模拟,得到了更适用于这一区域的半跳变半渐变模型. 相似文献
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腾冲新生代火山位于印度板块与欧亚板块碰撞边界上.该区域构造活动强烈,火山具有潜在的喷发性,研究腾冲火山起源对于认识板块俯冲过程、火山活动规律具有重要意义.本文总结了近年来腾冲火山起源的最新进展,包括地球物理和地球化学的新成果,探讨了火山岩浆来源和火山形成的深部动力学机制.这些研究发现腾冲火山的形成主要与板块俯冲有关,早期俯冲形成的残余大洋板片和现今俯冲的印度板块都可能是交代物质的来源,大洋板片在深部释放融流体形成富集软流圈地幔和岩石圈地幔.后期岩石圈的伸展作用可能诱导了富集软流圈地幔的部分熔融,导致岩浆物质喷出地表.根据87Sr/86Sr与SiO2的相关性,得到腾冲玄武岩遭受到地壳混染作用不明显,而安山岩和英安岩遭受地壳混染作用明显.地球物理成像显示腾冲火山下方地壳中有不同尺度的岩浆囊,其中上地壳有若干小岩浆囊,在中下地壳有大岩浆囊.地震成像显示地壳中的低速体向下延伸至上地幔,很可能反映地壳中的岩浆囊有地幔热物质的持续供给. 相似文献
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吉林省中部红旗岭地区镁铁-超镁铁杂岩广泛发育,年代学资料表明,红旗岭-漂河川岩体形成于晚三叠纪(距今约216Ma),与该区A型花岗岩的年龄相当,但略微年轻一些。岩石学和地球化学特征表明,镁铁-超镁铁岩普遍可见包橄结构,橄榄石晶体平衡岩浆属于高MgO玄武质岩浆,微量元素和同位素模拟结果均显示岩浆源区主要为亏损地幔或新生岩石圈地幔。根据这些结果,同时结合相关研究,提出这些镁铁-超镁铁杂岩体的形成与该区大量造山后A型花岗岩带的形成相吻合,其形成主要是由于造山后期岩石圈板块的拆沉减薄效应,软流圈地幔上隆及大量幔源岩浆上侵,底垫于地壳底部,并经历了强烈的结晶分异作用 相似文献
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《地球物理学进展》1990,(1)
我们给出了北海北部地区NSDP-84深地震反射削面的重力模拟的结果.根据海上布格重力异常的正演所推断出的莫霍面深度与根据卫星测高所得到的自由空气重力异常的独立反演及由深地震反射剖面所得结果很一致.这表明由深地震反射资料所得到的莫霍不连续面与密度的较大跃变相对应,因而,很可能不仅代表了大陆地壳和上地幔间的地球物理边界,而且也代表了其岩性边界.尽管北海北部地区下面的深地震反射剖面资料表明结晶岩底层有明显的横向不均匀性,但是所得出的地壳底层和上地幔之间的平均密度之差却变化得相当小.维金(Viking)地堑的最深部分却并非这样,在那里地壳的下部和上地幔的性质可能因伴随着地堑形成的岩浆过程而发生变化.地壳扩张的程度与岩浆侵入到地壳下部的体积之间的相互关系,由我们的结果提供了初步证据. 相似文献