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陈伊翔 《中国科学:地球科学》2024,(2):654-658
<正>1俯冲带流体交代作用俯冲带是连接地球表生圈层和深部圈层的关键纽带(Zheng和Chen,2016).俯冲带中发生的流体活动与很多关键地质过程密切相关,如火山与地震活动、元素迁移富集成矿、物质迁移与壳幔物质循环,以及地球的表层环境变化.因此,对俯冲带流体来源、性质和地球化学效应的研究具有重要意义(Zheng,2019). 相似文献
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新近取得的深反射与全球地震层析成像资料,为地球内部结构和流体通道的研究提供了一些依据．通过研究这些地震资料,可以了解地球内部物质分布状态的几何模式．综合研究表明,地球内存在流体通道网,它连通地球外核、中幔圈、软流圈和岩石圈,是固体地球系统的重要组成部分．这种通道网络象“动脉”那样把地球外核中的流体和热量向外传送,但与热羽说不同的是,不见得有对应的“静脉”存在以保持地幔质量平衡．固体地球作为多层次多要素的巨型复杂系统,其动力学过程要用浑沌理论去解释．研究地球流体活动的轨迹和吸引子,将有助于深入了解地球活动的规律性． 相似文献
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地震流体最新科学进展与发展方向 总被引：2，自引：0，他引：2
中国地震学会地震流体专业委员会 《国际地震动态》2004,(10):44-50
地壳流体是地球的主要组成物质之一。20世纪80年代，随着前苏联科拉超深钻研究计划的实施和世界上一系列实验与观测结果的发现，科学家认识到地壳中流体存在的普遍性与地壳中流体作用的重要性，提出了21世纪的地球科学，将全力关注地壳流体的研究。面对21世纪的地球科学，我国作为世界上地震流体观测台网布设最广、研 相似文献
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地球化学动力学方法及其在地下流体地震前兆机理研究中的意义 总被引：2，自引：0，他引：2
地球化学动力学是继地球化学热力学之后发展起来的一门新兴地球化学分支学科。地球化学动力学包括两个方面的研究内容:一是地球化学反应动力学,如化学反应速度、各种条件对化学反应速率的影响及其化学反应机制;二是物理方面的运动学,如流体动力学、扩散、弥散及热传导等。其中在地球化学反应动力学方面,主要是水—岩反应化学动力学和同位素交换动力学,即对各种物质转换过程的研究。在流体动力学方面,主要是多孔介质中流体的运移及断裂对流体运移的控制作用,即对物质与能量的运输过程及其影响条件的研究。但自然界地球化学作用是转变过程和运输过程的耦合,化学反应是最主要的转变过程,流体流动是最主要的运输过程,所以把各种转变过程和运输过程结合起来,建立相互间的耦合关系,并通过数值计算模拟地下流体的真实行为,这就是研究地下流体的流—固耦合理论。地球化学动力学方法在地震前兆成因机理解释研究方面具有重要的理论指导意义。 相似文献
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同位素地球化学在地震研究方面的作用 总被引：2，自引：0，他引：2
主要论述流体同位素地球化学的基本原理及其在地震活动过程中的变化特征、异常判识的同位素地球化学方法及其在地震预测方面的应用。同位素地球化学方法在地震监测预报方面有重要的作用，可以用来判定流体的物质来源和循环过程、判断流体异常的原因、建立古地震和历史地震活动的时间序列、推断地震活动规律、预测未来可能发生的地震。研究认为，目前在地震监测研究方面除^222Rn和^14C应用普遍之外，其他同位素地球化学方法应用较少，从而使得许多异常难以判定，许多古地震得不到较准确的年龄。 相似文献
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准噶尔盆地示踪石油运移的无机地球化学新指标研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以准噶尔盆地为例, 探索了石油运移示踪研究的新思路和新方法. 基于对储层中典型流体—岩石反应产物(方解石胶结物)的元素地球化学分析, 结合样品的地质产状, 提出方解石胶结物的MnO含量是示踪含油气流体活动的良好指标. Mn是典型与火山物质相关的元素, 胶结物中富集的Mn主要来自于油源流体对本区烃源层系中火山岩物质的溶蚀. 同一世代方解石胶结物中MnO含量降低的方向指示石油运移方向. 据此, 结合石油运移过程中的有机地球化学分析, 研究了多源充注地区的石油运移通道和方向, 取得良好效果. 相似文献
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简要回顾了几十年来对地震发生前、地震过程中和震后地下流体和地球化学变化的研究和成果,这些研究一般都是以探索地震预报可能性为目的的。论述了与地震有关的地下水文及地球化学变化的机理,这些地下流体(包括地下水和气体诸如氢、氧和惰性气体)的起源和迁移流动现象以及详细介绍了早期和近代对有关地震的地下流体和地球化学变化的观测成果。同时指出了对地下流体和地球化学作为地震前兆来观测研究的困难所在以及为了克服这些困难而应该采取的地震前兆观测研究的方向,例如多种手段和多种原理方法,开发有效的地球物理和地球化学模型以及适当的数据分析统计方法等。 相似文献
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段振豪 《中国科学:地球科学》2010,(4)
状态方程是描述物质压力、体积、温度和组成(PVTX)之间关系的数学函数.许多物理化学性质可以从状态方程中导出,如:相(不混溶性、溶解度、相平衡)、容(体积、密度、压缩性)、热(焓、热容)和化学性质(化学位、活度、逸度).地质流体主要是指自然界的溶液和气体.它们主要是由H2O,CO2,CH4,N2,H2S,H2,O2,Ar,HCl,C2H6,SO2,Cl2,Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Cl?,SO42?,HCO3?,F?和各种水化金属离子和它们的混合物组成.在各种地质活动中(如成矿元素的运移和沉淀、油气迁移和储藏、地热传送、岩浆活动、变质作用和环境污染物质的传播等),地质流体发挥着至关重要的作用.本文介绍了通过热力学、分子动力学、统计力学和量子力学的方法综合研究所建立的一系列天然流体状态方程,这些方程不仅重现了全世界上百个实验室里数以万计的实验数据,而且预测出了超出实验范围以外的流体性质并得到后来实验的检验,使大量原有实验数据的应用价值增加至少一倍.这些方程和模型被世界上30多个国家的研究人员广泛应用于地球化学研究相关的多个方面(如甲烷水合物研究、包裹体研究、岩石流体相互作用、油气和地热勘探与开发、地球大... 相似文献
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地球内部流体储层的体积变化可以直接导致地球介质的变形。通过地表形变场的研究可以实现对地球内部储集体的动态监测，同时，还可以获取储层的有关性质。本文综述了当前利用地表形变测量研究石油开采诱发地震响应、地热开采导致陆地下沉、岩浆的侵入引起的地表抬升等地质现象的几种方法。油田开发过程的系列研究成果说明，地面形变测量研究是研究地球内部流体储层体变化过程的有效手段之一。 相似文献
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《中国科学:地球科学》2015,(8)
板块俯冲是地球内部系统最为宏伟的地质过程,是实现地球表面-内部物质和能量交换、大陆地壳生长以及壳/幔相互作用的重要场所,广泛深刻地影响着地壳的增生与消亡、火山和地震活动、地球表层物质循环、矿产资源分布、大陆造山运动、大陆的聚合及裂解等与人类生活息息相关的地质过程,因此一直是固体地球科学研究所关注的热点.20世纪80年代中期关于大陆地壳能够俯冲进入地幔深度并大部分折返地表的发现,是俯冲带研究和板块构造理论的革命性进展.相较于俯冲洋壳,大陆地壳具有较冷、较干、较轻的特点,同时,俯冲陆壳与地幔相比具有更加不均一的性质和化学成分以及同位素组成,因此在局部而言会对上覆大陆岩石圈和大陆板块汇聚边界的结构、组成、变形和演化进程造成巨大影响.在大陆俯冲过程中,拆离的地壳碎块和岩片在俯冲隧道内受到构造剪切,促使其经历变质脱水和部分熔融,产生各种流体和熔体.这些熔/流体的产生和演化在俯冲带壳/幔相互作用过程中扮演着非常重要的角色,是俯冲过程中发生元素迁移、同位素分馏以及交代上覆地幔楔的不可或缺的介质.本文综合国际上近年来有关俯冲带研究的最新进展,总结了有关俯冲带流体和熔体的类型、存在条件、化学组成、熔体/流体-地幔相互作用的特点,同时对于与大陆俯冲带流体相关的特征性元素(Nb-Ta-V)迁移和最新的非传统稳定同位素(Li-Mg)研究进行了系统介绍,期望为中国读者较全面地认识板块俯冲过程中的熔/流体活动和元素迁移以及了解并运用Li和Mg同位素作为新兴的示踪手段提供一定帮助. 相似文献
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依据地球物理宏观资料、行星化学和地球化学微观分析以及高温高压实验结果,阐明了地幔中存在丰富的流体,扼要介绍了若干流体引发地震的假说,简述了隐爆产生地震的机制。地幔矿物流体包裹体、高温高压相含水硅酸盐矿物与地球物理探测资料表明,整个地幔内普遍存在高能密流体,地幔过渡带和D″层是流体富集的地带,地幔中存在的总水量比海水量高出几个数量级。地幔高能密流体流动产生热对流,造成了固体地球内温度、电导率、地震波速度以及地球化学组成的不均一性。高能地幔流体向外逃逸,不仅改变了壳幔岩石的物理和化学性质,且为岩浆形成和地震孕育提供了能量。流体在地震孕育中的作用包括两个方面:降低断层带摩擦力以及岩石强度触发地震和流体爆炸或相变产生地震。流体爆炸产生地震是地核与下地幔流体以“运移—局部聚集—爆炸的幕式循环”反复进行,产生不同震源深度、不同震级的各类地震。然而,地幔流体的组成、行为及其在孕震过程中的作用机制还需深入研究。 相似文献
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应用质点动力学原理,推导地出地幔流体在径向运移中受地球自旋惯性场作用而西移的速率及位移公式。根据地球自旋惯性系统特点设计地幔流体的２维实验模型,推导赤道面附近地幔流体的运动公式,并推广到３维。最后得出地壳块体被动西漂、地幔软流体环流及地球各层圈差速旋转等结论。 相似文献
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含油气盆地作为地球系统中相对稳定的克拉通块体,从早期烃源岩发育环境、油气形成、储层溶蚀改造到油气聚集或者破坏都受到地球系统演化的影响.深部流体作为联系盆地内、外因素的纽带,以有机-无机相互作用的方式贯穿了油气形成和聚集的全过程.深部流体携带的营养物质促进了成烃生物的勃发和碳氢源的额外补充,有利于优质烃源岩的发育和提高烃源岩生烃潜力,其携带的能量促进了烃源岩早熟和高成熟烃源活化加氢生烃.深部富CO_2流体对碳酸盐岩、碎屑岩储层的溶蚀改造,改善了深层储集体空间,使得油气储集空间向更深延伸.深部超临界CO_2对深层滞留原油的萃取和泥页岩中CH_4的驱替,提高了深层和致密储层中烃类流动性.同时,深部流体携带的物质(C、H、催化物质)和能量不仅能够促使费托合成无机CH_4,促使有机质热演化生烃形成"热液石油",而且也能使得有机来源的原油发生热蚀变.因此,从地球层圈相互作用的视角看,深部流体不仅对沉积盆地输入了大量的外源C和H,改善了油气赋存空间,而且也提高了油气富集聚集效率. 相似文献
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流体/水分在地球演化过程中具有重要作用,它的存在可以提高地质体的扩散及蠕变,降低岩石/地幔的固液相限,对地质体的地球物理性质、地质灾害诱发、地质构造演化等都有着重要的作用.在板块俯冲区,流体/水分的影响贯穿了整个动力学过程,但板块深部脱水还存在着争议,且目前系统地研究水分在整个俯冲中的迁移过程及其地球物理意义的工作还较少.本次研究以我国东北地区为例,借助于地球动力学数值模拟,利用二维岩石化学-热-力学耦合的数值计算程序,建立西太平洋板块向欧亚大陆岩石圈俯冲的数值模拟模型,模拟了板块俯冲整个连续动力学过程中流体/水分的迁移过程.模拟与分析结果表明,板块俯冲过程中水分的迁移过程可分为三个阶段:洋壳水化、板块浅(中)部脱水、板块深部脱水.进一步揭示了洋壳水化过程中水分渗流通道形成、水分渗流以及板块及地幔物质水化反应的机制;解释了板块浅(中)部脱水过程对火山岛弧、弧后盆地及低速异常带形成的作用,以及对~410 km不连续带的影响;模型演化过程中观察到的板块深部脱水现象说明了存在板块深部脱水的可能性,而且板块深部脱水可以较好地解释部分内陆火山以及部分地区地幔柱(岩浆羽)和深源地震的成因.研究展示了板块俯冲过程中水分运移的地球物理意义. 相似文献
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岩石圈内的流体通道研究概述 总被引：5，自引：0，他引：5
强震孕震环境是一个非常复杂的物质体系，它决定了地震前兆的形成机制，因此，在地震预报基础理论研究中，与强震孕震环境有关的深部物质的物理化学性质的研究具有重要的意义。深部地下流体在地震的孕育和前兆的形成过程中起了极其重要的作用，要研究深部地下流体的活动规律，首先必须研究岩石圈内的流体通道问题。同时，岩石圈内的流体通道也是火山研究中必须面对的一个重要问题。文章在全于流体通道网研究的基础上，简要介绍了岩石圈内流体通道的形成机制、主要特征、研究方法、科学意义和研究展望。 相似文献
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随着新观测技术和理论的进一步发展,同位素地球化学方法在地震监测预测研究中发挥了越来越重要的作用。通过同位素地球化学方法确定地下流体来源,研究地下流体循环特征,分析地震前兆异常的成因,评估地质构造活动的程度,开展地震预测研究。同位素示踪技术还可以结合深源流体监测和地球物理方法,揭示地震孕育、流体与震源之间的关系。此外,同位素地球化学还可以构建断裂带流体地球化学背景特征,用于地震监测点映震效能的评估,提高地震监测预测的准确性,为地震新监测点的布设和震情跟踪提供技术支撑。通过对现今同位素在地震监测预测中所使用的方法、技术及国内外应用情况的总结分析,力图全面认识同位素地球化学在地震监测预测应用中的现状及发展趋势。 相似文献