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板块运动地球重力学机制研究 总被引：4，自引：0，他引：4
针对板块运动的动力问题,笔者按照地球重力学的理论和方法进行了持续研究,并于2000年和2001年分别提出了“纬向正常密度假说”和“板块运动纬向重力模式”。“纬向正常密度假说”认为：地幔的正常密度是按照“地幔纬向正常密度函数”δe (B)规则分布的。如果地幔的密度是正常分布的．其物质分布状态在水平方向就是稳定的;而如果地幔的密度 相似文献
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热柱传递出的热约占地幔内热预算的10％左右。以前认为热柱起源于一个温度较高的热边界层,并认为该层极可能在地幔底部,而板块运动则是地幔顶部冷的、致密边界层(大洋岩石圈内)向下俯冲的结果。据此,驱动热柱的构造活动和板块构造活动很大程度上应是互相独立的过程。流体动力学模拟实验显示,地球内部的热柱起始于一个体积很大的“头”的上升,“头”的下部拖着一条窄细的管状“尾巴”并且通过它获得源源不断的热源物质。上升过程中,“头”部体积由于周围地幔的加入而大幅度增长。计算表明,一个起源于 相似文献
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基于海洋地质地球物理观测建立的板块构造理论意味着板块和浅部地幔共同演化,然而地幔底部尤其是大型横波低速异常区(LLSVP)与板块(尤其微板块)运动和演化之间是否存在关联仍有争议。一些研究认为LLSVP长期保持稳定,而另一些模型则认为它与各级板块存在相互作用。为此,本文通过总结前人成果,并基于近期发表的板块重建和地幔对流模型进行进一步分析,探讨微板块运动和LLSVP的演化关系。模拟结果表明,微板块与大板块类似,俯冲后通常会下沉至核幔边界。微幔块会推动地幔底部热的物质聚集并形成大的热化学结构。该热化学结构与层析成像揭示的LLSVP基本吻合。下地幔径向流速场和温度场的二阶结构与地表速度场散度的二阶结构随时间的移动轨迹相似,表明深浅部圈层的耦合演化,但是下地幔结构演化一般会滞后于浅表。在微幔块推挤之下,地幔柱优先沿着地幔底部热化学结构的边缘形成,且有时会被推至热化学结构的内部。地幔柱上升至浅部后,能够导致岩石圈弱化甚至裂解或板块边界跃迁,形成微板块。因此,地幔底部LLSVP不是稳定或静止的,而是与微板块动态协同演化,并通过地幔柱与浅表板块边界发生遥相关,从而控制微板块生成场所。 相似文献
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地幔物质对流是板块构造以及岩石圈中许多地质活动 ,如大陆漂移、地震、火山、造山作用等现象的起因。尽管已经开展了多年的研究 ,但到目前为止还不能很好地解释许多板块—地幔系统的基本问题 :第一个问题是地球板块运动的机制 ,这个问题很复杂 ,它涉及到岩石的诸多变形机理 ,从脆性断裂一直到粘性蠕变 ,这与压力、温度、应力差等因素有关 ,另外还有一些因素现在还不能够确定 ;第二个问题是不同地方喷出的岩浆的组分有变化 ,这个现象表明在地幔的不同位置物质成分有变化 ,这与地幔中存在全地幔物质对流的现象有矛盾 ,因为全地幔对流物质运动… 相似文献
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孟令顺 《吉林大学学报(地球科学版)》1983,(3)
一、前言 目前世界上地壳构造上升运动比较强烈的地区,主要集中在:(1)海岭地区;(2)岛弧—地槽地区;(3)年轻的山脉地带。近几年来,由于海底的广泛地球物理测量和海底扩张学说的出现以及板块理论的进一步研究,使得与前面二种区域上升有关的许多重要问题变得清楚一些。而对后一种区域即山脉地带形成的上升力量,则了解的较少。山脉地带地壳上升的力源问题早在一个世纪之前就开始研究了,但取得的成果却是很微弱 相似文献
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构造模型与经过地幔传导的热对流模式密切相关。目前,主要的地幔对流模式是那些与板块和地幔柱有关的模式,相应地,主要的构造模型有板块构造及“地幔柱”构造。根据不断提高的对地幔对流演化的认识,可以评价这些构造模型或其它可能的构造模型的相对意义。 相似文献
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板块俯冲对济阳坳陷形成的制约 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究地幔柱、西太平洋板块俯冲对济阳坳陷的影响, 在前人提出的地幔柱观点的基础上, 总结济阳坳陷的地质特征及关于地震震源分布与板块俯冲的研究成果, 发现济阳坳陷的沉积地层、岩浆活动、构造拉张、地热梯度、密度流成因的储集砂体由南而北有规律地分布; 俯冲板块进入地幔的过程实际上构成了地幔对流的下降流, 地幔660km (或670km) 深处是俯冲板块进入地幔后地幔物质调整所引发的上升流的深度; 西太平洋板块向下俯冲时下插角度由南而北减小, 俯冲板块到达地震不连续面的时间自南向北增大, 使地幔柱由南向北迁移, 导致济阳坳陷的地质、地球物理特征具有规律分布的特点. 相似文献
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地球深部物质的性质和状态是研究整体地球演化的重要内容。事实表明,地表所发生的重大地质事件是与地球深部物质运动有关。板块学说的建立和发展从根本上揭示了深度约100公里的岩石圈的运动规律,从而成功地解释了地表物质运动特征。但要使板块模型精确化,进一步认识地球物质上升到地表的机理,地表物质通过俯冲岩石圈下沉到地幔的数量、性质以及这些物质对地壳和地 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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活动海岭俯冲对岛弧地质过程的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
本文研究了海岭-岛弧体系的地质演化和海岭俯冲过程,通过有限元法对海岭俯冲的全过程进行了热模拟,分析了海岭俯冲过程中岛弧岩浆活动、变质作用及周围地区地表地形的变化。热模拟的计算结果表明:在海岭俯冲之前和俯冲完成之后,摩擦剪切生热使岛弧下100km深度形成温度反转,俯冲海洋板片内角闪岩相矿物在850-1000℃的相对高温下脱水,释放的水进入其上覆板块内热的地幔楔状体降低地幔岩石的熔点造成部分熔融,形成岛弧火山活动;而当热的活动海岭俯冲期间,近海岭处的年轻海洋地壳在较浅深度达到较高温度而提前脱水,原来的地幔楔状体内部分熔融区因缺水而使熔融停止,岛弧火山活动中断。但此时,活动海岭俯冲产生的热将会使前弧一定区域出现低温变质作用。在整个俯冲过程中,随海岭逼近海沟,温度升高,岛弧将因此逐渐抬升,因热作用而致的抬升高度可达440m左右. 相似文献
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板块构造学说面临的挑战 总被引：9，自引：4，他引：9
板块构造学说揭示了海底扩张和板块的水平运动现象,阐明了与板块边界相联系的岩浆活动。但大量资料表明地球历史上岩石圈板块与软流圈是同步耦合运动的,而不是在软流圈上滑移。全球扩张与俯冲的不对称性现象也是不吻合于板块构造理论所期望的。安第斯弧作为洋陆俯冲的典范在地球物理和地球化学上均缺少证据。对于与俯冲带相关的弧后引张、大陆增生、地壳物质返回地幔和成矿作用方面均存在较多的问题。大火成岩省所揭示的岩浆活动现象超越了板块构造的格局,并发生在整个地质历史时期和更广泛的地域范围。大火成岩省学说所解释的大陆增长、地壳物质返回地幔和成矿作用过程完全不同于板块构造学说。驱动地幔柱的深地幔对流假说允许岩石圈板块与下伏软流圈一起运动,吻合铅同位素所揭示的岩石圈与软流圈长期耦合的规律。 相似文献
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20世纪70年代板块构造学建立以后,全球地球物理调查取得了足够多的观测数据,对地壳上地幔构造进行了准确的物性成像,为克服板块构造学的存在问题的大陆动力学研究提供了可实现的基础。在地壳—上地幔物性成像的基础上,大陆动力学的研究方法首先是综合多学科数据进行全球对比。结合古地理和古地磁数据,全球对比的内容包括地幔的速度变化、电阻率扰动和位场反映的介质密度和磁性扰动异常等,它们在大陆动力学研究中,为研究地球物质运动的非板块模式提供了大量证据。多学科全球对比研究结果表明,大陆和大洋岩石圈的力学性质和物质运动形式大不相同,必须跳出板块的概念来研究大陆动力学作用过程。同时,岩石圈本身没有板块运动的动力来源,必须和软流圈物质运动一起研究,才能全面理解岩石圈的行为和物质运动的规律性。从最近几年的地幔地球物理三维成像成果看到,对于地球表面难以观察的软流圈和地下深部,对比三维的地震波速和电阻率扰动图像,可以获得关于上地幔物质运动的信息,认知已经发生在地壳—上地幔的物质运动特征。本文中介绍了几个典型例子。 相似文献
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地震层析成像揭示了地幔内存在俯冲板片的重要证据,它们涉及多种几何形态和运动方式,地幔过渡带为其下沉的重要屏障,俯冲板片在这里发生停滞、变形和岩石圈物质积累。板片在个别地区可以俯冲到地核—地幔边界,堆积形成板块墓地,造成D″ 层物质组成和热学的不均一性。高温高压实验以及流变学计算模拟,对地幔组成及其物性提供了新的制约,板片俯冲地幔过程中,涉及矿物相变、黏度、密度、力学强度等因素的制约,地幔过渡带为俯冲重要屏障和相变界面。围绕板片俯冲的研究,提出地幔整体对流的新模式,板块墓地与超级地幔柱具有成因联系,成为全球地幔对流的重要环节,有待深入研究。板片俯冲是浅表板块构造与深部超级地幔柱的联系纽带和重要驱动力。 相似文献
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通过辽西及邻区106Ma 来源于软流圈亏损地幔玄武岩的年代学及玄武岩底部不整合面的研究,认识到:(1)这一时期伴随岩石圈地幔物质的更新,存在着"岩浆间隙"和强烈构造运动的现象,从而推断软流圈底辟体上涌、岩石圈减薄、岩浆活动间隙、强烈构造运动这四者之间的因果关系,其中被软流圈熔体带上来的物质和热能是主导因素,岩石圈减薄是关键;(2)106Na 与116Ma、93Ma、80Ma、45Ma 火山岩之间的对比研究,表明106Ma 开始的岩石圈地幔的更新是一个漫长的不可逆转的过程。(3)通过本区火山岩的演变与相邻大洋板块同期热扩张历史的对比研究,推测晚中生代(120～80Ma)大洋与大陆岩石圈板块同步的演化特征可能反映了它们共同受到岩石圈板块之下同一深部热扰动的控制。 相似文献
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地球的层圈结构与穿越层圈构造 总被引：2，自引：0，他引：2
从1906年发现地核到20世纪60年代,地球物理学、地质学和矿物物理学的研究揭示了地球具有物理化学性质截然不同的层圈结构,并根据全球地震波速度和密度的变化建立了初始参考地球模型。1967年提出的板块构造理论假定刚性的岩石圈板块在塑性的软流圈之上发生运动,在洋中脊不断形成的洋壳逐渐在海沟俯冲,由于板块是刚性的,变形将主要集中在板块边界。板块构造理论成功地解释了大洋岩石圈的形成和消亡、火山和地震活动带的分布以及全球构造格局,给地球科学带来了一场革命。但是,经典的板块构造理论尚未解决板块运动的起源和驱动力、大陆岩石圈的弥散性变形、大陆深俯冲等问题,因此大陆动力学成为对板块构造理论的重要补充。近年来的研究表明:在板块汇聚边界,大洋岩石圈可以俯冲至地幔过渡带、下地幔,乃至核幔边界;而大陆岩石圈可以俯冲至150~300 km深度,然后相对低密度的陆壳物质快速折返形成含柯石英和微粒金刚石的超高压变质带。地幔柱活动是是俯冲板块再循环的产物,不仅可以形成大火成岩省和洋岛玄武岩,还可以把俯冲到地幔过渡带的物质带回浅部,导致蛇绿岩中保留金刚石和深地幔矿物。因此,俯冲带和地幔柱不仅提供了穿越层圈的物质和能量交换的通道,也驱动了对地球宜居性至关重要的水循环和碳循环,是研究地球物质组成和动力学演化的重要窗口。 相似文献
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杜乐天 《矿物岩石地球化学通报》1992,(4)
多年来人们把地球当成刚体。“固体地壳”、“固体地幔”、“固体地球”的概念根深蒂固,板块理论亦受其很大影响。但是在近代地震层析技术、比较行星学、超高压实验、数字模拟和深源包体等研究结果的冲击下现在已开始动摇。疑问越来越多。对于地球和地幔,板块理论说明的问题太浅、太新,大陆地质及板内构造也尚属空白。难怪上届地质大会主席Cordani U.G.在概括当代国际地质学成就时,对板块学说几乎只字未提,却提出“尽管尚属推测,‘巨型地幔柱’的概念开始引起注意”。澳大利亚Hill R.I.等用地幔柱(mantle plume)来解释耶尔冈晚太古绿岩带的演化过程,玄武岩产于上升幔柱的头部局部熔融,而科马提岩则产于幔柱尾部高温熔浆,热流从幔柱头部传导到上覆地壳引起地壳熔融而产生长英质岩浆。他指出俯冲模式解释不了这种演 相似文献
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夏群科 《矿物岩石地球化学通报》2021,40(5)
俯冲板块能够输送哪些物质进入深部地幔?通过什么栽体?这些问题对于理解地球物质循环至关重要,但目前仍不明确.为了研究这些问题,美国宝石研究所和美国卡耐基研究所的研究者们对超深金刚石中的矿物包裹体开展了地球化学研究.样品是Ⅱa型(N含量小于5 ppmw)、大颗粒的金刚石,包括重量达到3106克拉的库里南金刚石.前人针对这些金刚石中的硅酸盐包裹体矿物(超硅石榴石和Ca钙钛矿)的研究显示其来源深度为360～750 km.这些大颗粒宝石级超深金刚石中含有多个Fe-Ni-S-C的包裹体组合. 相似文献
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"板块运动何时启动?"是当前重大和争议较大的科学问题。文章从超大陆研究、板块运动的地质学标志和热动力学数据模拟等3方面的研究进展介绍国际地学界对这一问题的不同认识。在分析各种不同观点的基础上,作者阐述了对该问题的倾向性认识,赞同地球板块构造不是在一个特定时期出现的独立全球"事件",即不是一个等时的重大热-构造事件的认识。但从新太古代开始,地球上已出现具有板块水平运动特征的俯冲作用。由于地幔温度的差异,早期的板块运动缺少深俯冲形成的高压和超高压变质记录,而从新元古代开始,出现与现代板块一致的动力学机制。因此,赞同大致以新元古代作为"原板块样式"和"现代样式"板块运动的转换时间。 相似文献