共查询到20条相似文献，搜索用时 15 毫秒
1.
在小尺度地幔对流模型的基础上,建立了顾及岩石层与地幔耦合的地幔对流模型,考虑到岩石层对上地幔小尺度对流的弹性响应,将上地幔视为一均匀的等粘滞系数的牛顿粘滞流体,其对注能量来源于下地幔,用热流体动力学基本方程得到地上地幔对流在壳幔边界处的垂向应力作为弹性板弯曲方程的垂直加载,来耦合弹性岩石层和可流动地幔,推导了两者耦合下区域重力异常和上地幔小尺度对流的相关方程,用以反演上地幔小尺度对流场模式和岩石层底部拖力场格局,对比了有,无弹性岩石层影响的模型之间的差异,并对模型应用范围,特别要板块边界水平均造力可能产生的影响,作了进一步探讨。 相似文献
2.
《地球物理学进展》1986,(2)
在这里,我们给核—幔边界层的热状态提出了一个定性的物理论说,设想出一个线性超绝热的温度分布,研究了地幔底部D"层的对流不稳定性。边界层的稳定性主要由核—幔边界上的地幔粘滞度ηmc的数值来确定;当ηmc是～10~(22)p时,边界层是稳定的,而当ηmc是～10~(20)p时,该层则是不稳定的。借助于经过修正的关于上升热流在热的边界层上形成的Howard理论,可以估计热的不稳定层的形成时间(τ_D")。这个时间等于～10~8年,该层的宽度为～10~2km。因此,许多部分的过热流体由于不稳定性而离开不稳定层,其特征宽度也是～10~2km。按照我们理论的一般结论,我们提出:以其不均匀的特征尺度为～(10—100)km的不稳定层之特殊热结构,去阐明D"层的一切异常性质,即平稳的或折合的地震速度、折合力学性质及力学不均匀性(地震波散射的原因)。 D"层的热状态不是稳定的,当热由传导迁移时,相对平静的长周期由于地幔底部形成局部不稳定的热层(或热点)而告终,然后是不稳定的热层的很短的衰变期,接着而来的又是下一次的长久的传导期,如此循环不已。 相似文献
3.
在地震层析成像计算的地幔密度异常直接驱动地幔对流的新方法的基础上,发展了在上、下地幔不同黏性结构框架下,密度异常驱动地幔对流的物理模型.利用 Grands和S12 WM13等地震层析成像模型推得的地幔密度异常分布,设置板块绝对运动极型场为运动上边界,考虑深度660km地震波不连续面为界的上、下地幔之间存在黏滞性的差异,直接反演了不同黏滞系数的双层地幔结构下地幔对流的模式.研究中选取地幔平均密度为ρ=5500kg/m3, 上层地幔平均黏滞系数为μ=1021Pa·s,计算了上、下地幔黏滞系数之比为1∶1, 1∶10, 1∶100和1∶1000时地幔大圆剖面、以及区域剖面上的流场.结果表明,两种模型在球谐展开1～13阶的范围内其对流的基本格局相似.当下地幔黏滞性超过上地幔的100倍时,下地幔流场速度与上地幔的流场速度相比显著减小,但是对流仍然表现出单层对流环的基本格局.论文还用 240km深度球面上的对流格局讨论了对流和全球构造之间的关系. 相似文献
4.
四年来利用各种地震震相与地震技术广泛地研究了地球内部的深部构造。大部分研究着重围绕在对地核和地幔横向速度非均匀性的定量的三维描述上。据认为,这些非球面的速度变化是与对流过程有关的热和结构的非均匀性的直接体现。地球深部横向速度变化第一代全球模型的提出,提供了反映非稳态热对流系统的大尺度构造的令人神往的图象。地幔上部400公里的深部具有最强的横向速度变化,横波速度达±10％。不要求先验区域化的面波分析表明,地面构造区域与地幔顶层的速度变化有着密切的联系。因此,上地幔200公里深部的热和对流状态可从板块构造的角度得到可靠的解释。由于海洋和活动构造区域的速度构造差异一直延续到400公里的深度,上地幔模型证实了大陆有深根的论点。在400到670公里的过渡层以及整个下地幔内,测得波长很长的横向速度变化为百分之几。这些深部的变化与地表构造没有多少对应关系,现正开始尝试对其性质作出解释。地幔最下部200公里(D″域)的横向速度起伏与在上地幔中的那些起伏是类似的,并且有证据表明,D″层顶部存在着明显的速度不连续性。能粗略反映岩石圈面目的、结合热和结构的边界层是对这种异常区的可靠解释。核-幔边界似乎有显著的(10公里)长波长起伏,这大概是由来自深地幔对流的动力学应力来维持的。内核可能有强的横向非均匀性或轴对称各向异性,从而表明了其复杂的热和结构的状态。在描述地幔内短周期体波频带的非弹性衰减的频率依赖性的特征方面已取得了重要的进展。用于远震 P 波衰减因子的模型是收敛的,即适合于1赫的 t~*值是0.7—1.0秒,而适合于4赫处的 t~*值为0.4—0.6秒。衰减的区域性变化也正在慢慢地被认识。 相似文献
5.
地幔热动力学模型 总被引：5，自引：5，他引：5
地幔,特别是下地幔,远比人们先前的设想活跃.地球物理学、地质学和地球动力学的观测和地球热动力学模拟表明:(1)地幔底部与地核交界处有一厚度为200km 左右的D″层,这是一个非常活跃的区域,它的运动和变化直接与地核的行为有关,仅仅将其看成全地幔对流的以热传导为主体的热边界层是不够的,小尺度的热对流或许主导这一层内部的物质运动,它加热地幔同时又通过热柱将其部分热量输运到地球外层;(2)地幔热柱有可能源于地球初期不均匀的残存堆积,其存储的热量不断地或穿透整个地幔形成热点或消失在软流层中与该层中的次一级对流相耦合;(3)上地幔在670km 深度范围内广泛存在次一级对流体系。其尺度为500—700km 这一对流体系决定了岩石层板块内部的构造和动力活动,其活动周期远比全球规模的板块运动活动周期小得多;(4)全球规模的大尺度全地幔对流与板块构造动力学密切相关。它以不到10亿年左右的时间完成一个周期,它不断地更新地球表层,也搅拌着地幔,同时还输运地球内部的热能向外层空间散发;(5)地幔局部地区层状相互耦合的对流结构在地震层析剖面上有明显的显示,它表明了地幔对流结构的复杂性,仅管我们对此相知甚少,但它或许是无法避免的;(6)岩石层是人类熟知的赖以生存的方舟,它的运动和构造反映了上述所有运动信息,仅仅将其视为一对流体系的热边界层是不够的,它自身作为一个独立的力学单元影响了整个地幔的热动力学过程.因此,面对如此活跃的、复杂的地幔,用一个单一的模型去描述它是不合适的.上述各种热动力学单元及其运动均有自身的力学特征及运行机制和规律,但它们又是相互作用和影响而构成地幔整体,这就是一个真实的但又模糊不清的地幔热动力学模型.为了完善这一模型,需要更多的、细致的地球物理和地球动力学的观测资料以及需要我们更深刻地理解和更认真地解释这些资料的地幔热动力学背景. 相似文献
6.
7.
上地幔过渡带是上、下地幔物质交换的一个重要场所。上地幔过渡带属性为推测地幔温度,其化学组分以及地幔对流等相关动力学研究提供了一个很重要的途径。本文回顾了对上地幔间断面的认识过程,简要介绍了近年来随着高温高压实验技术提高,地震学研究对上地幔过渡带所取得的最新进展。 相似文献
8.
热幔柱构造与地核热能 总被引：5，自引：0，他引：5
地核内部的压力和温度比以前人们的设想高得多。地核加热部分下地幔使之在地幔中升起形成热幔柱。有些热幔柱穿岩石圈在地表形成热点，其余热幔柱消溶在上地幔形成热室。这是上地幔在结构和温度上不均匀的原因，也是激发控制全球变化的头等重要因素。 相似文献
9.
用数值模拟方法模拟了增厚大陆岩石层热边界层被对流地幔剥离并为软流层物质替代的动力学过程．结果表明,在初始温度分层分布、侧向均匀但存在微小热扰动的流场中,80km厚的增厚岩石层热边界层约需60Ma才能被完全剥离,剥离的速率微弱地依赖扰动的强度;在已建立好的流场中,同样厚度的增厚热边界层只需约10Ma就可被剥离．模拟结果暗示青藏高原地壳及岩石层在岩石层增厚和剥离以前就很热,其下伏地馒中可能已存在建立好的上地幔小尺度对流系统,而该尺度的对流系统很可能是由特提斯海洋岩石圈俯冲和消减诱发的 相似文献
10.
上地幔小尺度对流是控制区域地球动力学过程的主要机制之一,蒙古-贝加尔地区的一些区域动力学过程被认为与上地幔小尺度对流相关.本文目的在于利用重力资料研究蒙古-贝加尔地区的上地幔小尺度对流,并探讨其与构造动力学的关系.基于区域均衡重力异常与上地幔小尺度对流的相关方程,本文利用区域均衡重力异常资料反演了蒙古-贝加尔地区上地幔小尺度对流流场及作用于岩石层底部的应力场.结果显示,蒙古-贝加尔地区地幔流场及对流应力场呈现非常复杂的图像,流场及应力场分布与地表构造具有很好的相关性.西伯利亚地台和蒙古褶皱带下地幔流场和对流应力场均较弱,这与这些地区现今较弱的构造活动性是一致的.贝加尔裂谷区下存在地幔上升流,对流应力场呈拉张状态,但应力场的幅值较小(约8 MPa),表明地幔对流不是贝加尔裂谷开裂的主要控制因素.Hangay高原、阿尔泰和戈壁-阿尔泰下存在地幔上升流,对流应力场为拉张状态,这一方面可能构成Hangay高原隆升的深部动力机制,另一方面,也为Amurian板块西边界划分提供了动力背景. 相似文献
11.
金星表层年龄和构造活动特点表明其岩石层在最近的地质历史时期经历过广泛的更新.这种全球性的表层改造与其内部热演化历史进程密切相关.如果金星存在相变形成的上、下地幔，依据现今所了解的金星物理性质和参量化的热对流理论，并且考虑金星地幔相变边界层状态对对流的控制作用，我们计算了金星热演化历史.结果表明，金星的热演化历史是一种非单调的冷却过程，在这种非单调的热演化历史进程中，金星地幔会出现大体等周期的翻转.由于参数选取的不同，翻转时金星上、下地幔的温差随时间可能出现稳定变化、逐渐加强、逐渐减弱三种不同演化模式，目前尚不能确定实际金星热演化历史究竟是哪一种模式.金星地幔相变边界层的穿透对流可能是推动其表层岩石层全球性更新的关键，导致其表层火山活动和地表构造以大致500 Ma时间间隔更新和重造. 相似文献
12.
13.
哀牢山-红河断裂带及其邻区的地壳上地幔结构 总被引：10，自引：2，他引：10
利用地震台站的到时资料, 通过体波地震成像技术重建了青藏高原东南缘和南海西北部大陆边缘地壳上地幔的速度结构, 揭示出哀牢山-红河断裂带及其邻近地区的构造差异. 在上地壳和中地壳深度内, 哀牢山-红河断裂带为高速异常, 反映出韧性剪切后变质岩带抬升和快速冷却的特征, 下地壳和Moho面附近为低速异常, 意味着壳-幔边界仍然处于相对活动的状态; 在上地幔顶部, 断裂西侧滇西地区大范围的低速异常证实了地幔深部热流对该地区火山、热泉、岩浆活动的影响, 而断裂东侧则具有扬子地块的稳定性质, 断裂东南部分上地幔深部的低速异常可能与南海扩张引起的地幔对流有关. 相似文献
14.
我们得到了对流开始非线性状态下两重叠高粘性流体层对流的数值解。这两层高粘性流体与地球的上下地幔一样厚,由一个固定的水平界面分开。考虑了几个热结构和热边界条件,包括一个等温底部边界、一个设定的热流的底部边界和具有绝热下边界的内热结构。对流开始时,由于每层物质的性质相同,下层比上层更不稳定,长水平波长(与下层的厚度成正比)占优势。对物性差异很大的那些层来说,在对流开始时上层更不稳定,短水平波长(比例于上层的厚度)占优势。当选择的物质的性质使两层同样不稳定时,在长波长具有较小最小值的稳定曲线(瑞雷数Ra-波长关系曲线)出现两个极小值。线性稳定结果具有较弱的非线性对流的特征,除非两层物质都不稳定。当两层具有不同的稳定性时,较稳定的层有一个传导温度场,它的流动是由不稳定层的对流流动的粘滞作用驱使的。当两层具有相同的不稳定性时(即使在对流开始瑞雷值仅两倍于临界值时),两层分别对流。当Ra超过临界值足够大时,下层以长波长对流环对流,甚至在线性稳定理论预测为短波长对流环时也如此。上层总是以短波长对流环开始对流。然而,下层上方的上层对流环的下沉热柱体积随着Ra的增大而增大。于是,水平波长(比如层的尺度)不能用来区分全地幔对流和分层地幔对流。在每层物质的性质相同及Ra相同时,都存在着层间机械耦合(下沉热柱覆在上升热柱之上)。当每层物质的性质很不相同以至在对流开始产生短波长对流环时,在下层两个热柱之上的上层有两个热耦合对流环(下沉热柱在下沉热柱之上和边界处的一个剪切带)。就所有被检验过的情况而论,边界两侧存在一个很大的温度差(总和的50％),暗示着在670km间断面处,两层地幔对流也应该有一个很大的温度变化。但与温度有关的粘性也许会减小这个温度差异。对消减带上重力平面异常和板块地震走时异常的解释应该能说明上、下地幔分层对流系统可能的热耦合机制。 相似文献
15.
震波层析显象法是由医学界的 X 射线摄影诊断法发展而来的。本文对此法的地球物理基础作了综述,分为四个部分:①导言;②基本概念和具体解法,其中包括研究上地幔的面波分析、研究下地幔的体波分析和上地幔中波速的各向异性研究;③分布情形及其物理意义,包括上地幔的横向异质、下地幔的横向异质和上地幔的各向异性;④结语,其中指出,为地幔做震波层析显象,在地球物理上有极重大的意义,凡板块现象、热点、火山和地震的产生,地热和重力的分布,甚至地核、磁场的活动,都与地幔里物质对流的状况密切相关,利用地震资料的震波层析显象是极为有效的探索方法。 相似文献
16.
在地球表层存在着占地表面积约30%的具有低固有密度、高黏度的大陆岩石圈.由于其特殊的物理化学性质,大陆岩石圈通常不直接参与下方的地幔对流,但其与地幔对流格局有着重要的相互影响.大量研究显示,在中太平洋和非洲的下地幔底部,存在着两块占核幔边界（CMB）面积约20%的高密度热化学异常体（由于其剪切波速度较低,常称作低剪切波速度省（LSVPs））.LSVPs的演化既受地幔对流的影响,同时也影响地幔物质运动的格局和动力学过程.本文系统研究了存在大陆岩石圈,下地幔LSVPs的地幔对流模型.模拟结果显示：（1）当大陆体积较小时,其边缘常伴随着俯冲,大陆区域地幔常处于下涌状态,其上地幔温度较低,大陆岩石圈在水平方向处于压应力状态.随着大陆体积的增大,大陆边缘的俯冲逐渐减弱,大陆区域地幔由下涌转为上涌,其上地幔温度较高,大陆岩石圈水平方向处于拉应力状态.（2） 岩石圈与软流圈边界（LAB）在大陆下方较深,温度较低;在海洋区域较浅,温度较高.随着大陆体积的增大,陆洋之间LAB深度、温度的差异逐渐减小.（3）大陆区域地幔底部LSVPs物质的丰度与大陆的体积呈正相关.当大陆体积较小时,大陆下方的LSVPs丰度比海洋区域少.随着大陆体积的增大,大陆下方LSVPs的丰度逐渐增大.（4）海洋地区地表热流高,且随时间波动大,大陆地区地表热流低,随时间波动较小;LSVPs区域的核幔边界热流低. 相似文献
17.
本文利用数值法求解瞬时地幔对流问题以模拟大地水准面异常.利用两个较新的S波速度异常层析模型SEMUCB_WM1和TX2019slab,将其转换为密度异常作为控制方程的浮力驱动项;采取的黏度结构模型中,上下地幔的黏度比为1∶50.为了研究地幔不同结构对罗斯海海域大地水准面异常的影响,分别提取上、下地幔的密度异常正/负值,作为对流控制方程的输入项,计算相应的模拟大地水准面异常.将模拟大地水准面异常与观测值进行对比,发现罗斯海海域的大地水准面异常主要来自下地幔及上地幔的负密度(波速)异常,下地幔正密度异常对该区域大地水准面负异常也有一定的贡献.本文认为,地幔密度负异常在罗斯海海域大地水准面异常的形成中占据主导作用,地幔对流的动力学效应对该区域大地水准面异常的形成影响较弱. 相似文献
18.
5 外围层很明显,岩石层和软流层已经失去了它在现代地质学和地球化学文献中最初确切的地球物理含义。很难讨论OLB,CFB和MORB储层可能位置,因为现在预想它们与岩石层、软流层、上地幔和下地幔有联系。富集的、亏损的和较少亏损的岩浆很可能都起源于上地幔。甚至亏损上地幔的主张也需要热柱头或分层的CL在需要热点岩浆时局部补充软流层,或者用各种构造环境中的岩浆解释CL,热柱或下地幔。有一个时期曾经把大陆玄武岩的全部富集归因于地壳污染。那么在通过地壳之前,浅部地幔需要有一些玄武岩和富集方 相似文献
19.
地震层析地球内部密度分布横向不均匀研究 总被引：2，自引：1，他引：2
本文使用Woodhouse和Dziewonski等分别用S波和P波层析分析提供的,以670km深度为分界的上地幔和下地幔地震波传播所反映出的横向不均匀的球谐函数系数,假定地幔内部密度与正常水平的偏离分别与P波和S波的速度Vp和Vs成比例（下地幔δρ=γδVp,上地幔δρ=σδVS2）,并用一组新的球谐函数系数表示全地幔密度分布模型.计算结果表明:1.比例系数γ=0.199,σ=3.13×10-5时,该全地幔密度模型可以70％恢复Dziewonski提供的下地幔密度模型,50％恢复Woodhouse提供的上地幔密度模型.合成密度分布基本上反映了分别由P波和S波速度异常所提供的地幔密度分布特征;2.所有穿过太平洋中部的剖面均明显地显示出一个低密度异常从地表一直延伸到核-幔边界;3.所有大陆下部均存在一个高密度异常区,而且深入到1200-1300km深度处;4.由密度异常的正、负交替基本上将部分地区地幔分成为3层,其深度依次为:第1层25-1300km左右,第2... 相似文献
20.
本文综述了近年来地幔及俯冲带热结构方面的研究成果。热边界层以外的地幔温度近似于绝热压缩的温度分布。相变对上地幔温度有贡献,670km间断面的性质决定了两种不同的温度模式。采用准动力学方案近似解俯冲带热结构,参数的选择及生热率的不同估计会强烈影响俯冲带的热结构。本文对此作了比较,并指出了存在的问题。 相似文献