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青藏高原及邻区大地水准面异常场源结构 总被引：1，自引：0，他引：1
以青藏高原及邻区地形、地震层析成像、沉积层底面、Moho面及岩石层底面资料为基础 ,讨论了由地形起伏、地球内部各界面以及物质密度不均匀引起的大地水准面异常的计算方法 ,正演计算出青藏高原及邻区岩石圈内部物质不均匀产生的大地水准面异常 ,并把从全阶大地水准面异常中扣除正演模拟得到的岩石圈大地水准面异常与不同阶次波段的大地水准面进行比较 ,以寻求表示青藏高原及邻区地幔物质不均匀的大地水准面异常球谐函数的最佳阶次。结合地震层析成像资料分析结果得出 ,表示青藏高原及邻区下地幔、上地幔及岩石圈物质不均匀的大地水准面异常球谐函数的阶次范围分别为 2 6阶 ,7 60阶和 61 3 60阶。 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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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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太阳系内类地行星具有相似的岩石层包围金属核的圈层结构,在行星幔的热演化历史起源方面具有同时性和同源性,并且都在早期变形重力位能加热的基础上随放射性热能衰减而冷却。但是,由于半径、密度、粘度以及表层构造属性等物理条件的差异,其热演化历史各具特色。依据基本的热对流和热传导方程,我们计算分析了类地行星热物理条件差异对行星幔热演化历史的影响。计算表明,类地行星热演化的早期,行星幔热对流是主要的散热方式。半径较大的行星表面热流密度大,平均散热量也大。半径较小的行星内部温差小,粘滞系数高,对流能力低,提早进入传导散热状态,且传导散热的岩石层也比大行星厚。不同边界层热物理条件下,类地行星幔热演化历史会分别出现逐渐冷却的平稳式、包含热柱上涌的波动式、行星幔幕次翻转的周期式等特点不同的热演化过程。火星内部曾经存在的地幔热柱构造与火星地幔热动力学演化过程密切相关。我们从火星地幔热动力学演化模型出发,定量计算与地幔热柱构造演化相关的地幔热动力学演化特征,通过三维球壳数值模拟,研究了火星地幔热演化历史上可能存在的热柱活动造成的火星热演化历史的非单调变化,火星地幔对流环结构随时间的演变方式,以及与边界相关的地幔热柱对火星地形的影响。 相似文献
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实验模拟自然地幔是层圈状的。地幔在地球演化中起着关键作用。地球地壳是地幔超镁铁质和镁铁质岩浆固化形成的。安山质大陆地壳是由于地幔派生岩浆供热使镁铁质地壳增生，后期再造形成的．在幔一核边界由地幔熔体派生的喷流柱是从较深地倒传导热的主要媒介，地幔喷流柱在大陆和大洋都可以发生。“幔柱构造”认为一直俯冲到核慢界面的冷板片所构成的巨岩块是形成地幔对流的控制因素。关键词：地幔地幔喷流柱幔柱构造了解地慢成分和地慢对流之间的关系，了解大陆及海洋地壳相互作用，是现代岩石学和地球化学的主要任务之一。现在人们所认识的… 相似文献
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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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本文综述研究地球内部结构和物理特性的几种常规方法和主要研究结果，并首重讨论地球物理状态方程、地震成象、综合反演、高温高压实验和有关对比研究方法。均匀各向同性球对称地球模型仍不失其参考意义，但最新研究结果表明，地球内部状态是非均匀和各向异性的。横向不均匀性主要表现在上地幔部分，下地幔和液态外核似乎比较均匀，但核幔边界过渡带（Ｄ″）可能代表一个内含非均匀化学边界的热边界层，其形态起伏和横向变化影响地球模型的球对称性。３Ｄ地震成象实质上反映地震波速与温度异常的关系，而温度变化又会引起密度异常，因而密度变化是控制地幔对流的关键参数之一。 相似文献
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地幔对流研究的一些新进展 总被引：7，自引：0，他引：7
地震学，地球动力学研究倾向于全地幔对流模型；地球化学研究则支持分层地幔对流。无论是简单的全地幔对流模型或分层地幔对流模型，都不能完全解释全部观测事实，为了协调二者的矛盾，人们提出了一些其它混合类模型，其中最有影响的是最近的拉瓦灯（Lava lamp)模型，这类模型目前尚缺乏有力的直接观测支持，因此，还需要随着高精度观测资料的积累和综合分析的深入，进一步完善和改进。 相似文献
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地球内部物理和演化的几个核心论题：Ⅱ地球动力体系 总被引：1，自引：0，他引：1
生成于岩石圈底部的“大陆根”与地幔羽的形成过程有关,其主要证据来自3－D地震成象和实验、数值模拟结果。地幔上涌和地幔下涌分别代表高温、低速带和低温、高速带。长波长的地幔构造与表层构造特征相关,地球内部边界层－热边界层或化学边界层将对全球动力体系产生直接或间接的效应。因此,深入研究这些边界层的结构、形态、热力学和物理化学特性,对解决地幔整体对流与成层对流体系中某些相冲突的问题具有关键意义。全球地震成象和深源地震资料表明,某些破碎的早期俯冲板片可能连续或间断性地下沉到核－幔边界处,并返回到起源于该边界层的地幔羽中。今后的任务不是重提地幔整体对流或是成层对流的问题．而是如何建立两者的统一模式。整体地幔对流体系在时间和空间演化过程中与成层对流、局部小规模对流或次生对流相伴生的理论、实验和数值模拟将是地球动力学研究的主要趋势。 相似文献
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壳-幔动力学与活化构造(地洼)理论 总被引：9，自引：9，他引：0
陈胜早 《大地构造与成矿学》2005,29(1):87-98
壳-幔动力学是地球内部物理学和大地构造演化的重要研究方向之一。本文从地球物理角度出发,以物理概念和数学描述相结合的定量方式,对陈国达院士生前所创建的活化构造(地洼)理论研究中的某些地球深部动力学问题进行了较系统的综合评述和探讨。主要论题包括岩石圈的性质与物理学、地幔流变学、重力与均衡理论、地球的温度和热传递,诸如热传导、物质的物理运动所引起的热传输、地球内部的热对流及地幔柱的形成和作用等。作者特别强调了构造演化的定量分析问题,如热时间常数、热应力与其它力源、水平运动与垂直运动的关系,以及地壳断裂作用。岩石圈的构造作用与演化是与深部热运动有关的水平 (压缩和扩张)应力和由地壳厚度差异所导致的垂直应力差的共同结果。热应力的构造意义主要表现为短时间尺度的脆性断裂或柔性应变松弛过程。局部对流机制对活化构造(地洼)研究值得重视。 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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The Moon has an anorthositic primordial continental crust. Recently anorthosite has also been discovered on the Martian surface. Although the occurrence of anorthosite is observed to be very limited in Earth's extant geological record,both lunar and Martian surface geology suggest that anorthosite may have comprised a primordial continent on the early Earth during the first 600 million years after its formation. We hypothesized that differences in the presence of an anorthositic continent on an Earthlike planet are due to planetary size. Earth likely lost its primordial anorthositic continent by tectonic erosion through subduction associated with a kind of proto-plate tectonics(PPT). In contrast, Mars and the Moon, as much smaller planetary bodies, did not lose much of their anorthositic continental crust because mantle convection had weakened and/or largely stopped, and with time, they had appropriately cooled down. Applying this same reasoning to a super-Earth exoplanet suggests that, while a primordial anorthositic continent may briefly form on its surface, such a continent will be likely transported into the deep mantle due to intense mantle convection immediately following its formation. The presence of a primordial continent on an Earth-like planet seems to be essential to whether the planet will be habitable to Earth-like life. The key role of the primordial continent is to provide the necessary and sufficient nutrients for the emergence and evolution of life. With the appearance of a "trinity" consisting of(1) an atmosphere,(2) an ocean, and(3) the primordial continental landmass, material circulation can be maintained to enable a "Habitable Trinity" environment that will permit the emergence of Earth-like life. Thus, with little likelihood of a persistent primordial continent, a super-Earth affords very little chance for Earth-like life to emerge. 相似文献
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核幔边界层在地球演化过程中扮演着极为重要的作用,是人们认识地球的主要研究对象之一。文中综述了近十多年来对核幔边界D″区开展地震学研究的主要方法及成果,内容涵盖了核幔边界D″区上部间断面、不均匀性、各向异性和超低速层等4个主要研究对象。结合多个相关学科的研究进展,从对热-化学-动力学三方面的耦合作用的分析,来探讨形成D″区各种观测现象的原因和机制,以及在此基础上提出的动力学演化模型。最后简要叙述了有关核幔边界研究的地震学、矿物实验、理论分析及计算科学的发展方向和挑战。随着对D″区认识的不断更新,逐步揭示地表观测到的可能受核幔边界因素控制的多种地质及地球物理现象。 相似文献
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Philippe Machetel 《Comptes Rendus Geoscience》2003,335(1):91-97
The numerical models of mantle convection agree to depict avalanches behaviour according to the level of endothermicity of the spinel → perovskite phase change. Their potential effects on the global thermal and dynamical states of the mantle have been computed thanks to a numerical code, which takes into account both the 400-km exothermic and the 660-km endothermic phase changes. The cycle followed by the avalanches is: local layering, destabilization of the 660-km thermal layer, travelling and spreading on the core, and reappearing of the local layering. Therefore, mantle convection is characterized by quiet periods of partial layering embedded in catastrophic events. During the avalanche, the amplitude of the surface velocity is multiplied by two, which would imply an enhanced plate tectonic and ridge activities. The global thermal effects of the avalanche are compatible with a high mantle temperature and an acceleration of Earth's rotation during the Cretaceous. They also offer a coherent explanation to locate the origin of mantle plumes both within the CMB and just below the transition zone. 相似文献
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David J. Stevenson 《Comptes Rendus Geoscience》2003,335(1):99-111
Mantle convection is the method of heat elimination for silicate mantles in terrestrial bodies, provided they are not too small or too hot. Bodies that are small (～Moon or smaller, possibly even Mercury) may rely largely on conduction or melt migration, and bodies that are very hot (Io, very early Earth) may use massive melt migration (magma oceans) and heat pipes. In the standard, simple picture, we can use scaling laws to determine the secular cooling of a planet, likelihood and form of volcanism, and the possibility of a core dynamo. Contrary to popular belief, small planets do not cool faster than larger planets (provided they convect) but they do tend to have a slightly lower internal temperature at all times and thus may cease to be volcanically active at an earlier epoch. On the other hand, a larger volume fraction of a small planet may be involved in melt generation. However, our understanding of heat transfer by mantle convection is limited by three very important, largely unsolved problems: The complexities of rheology, the effects of compositional gradients, and the effects of phase transitions, especially melting. The most striking manifestation of the role of rheology lies in the difference between a mobile lid mode (plate tectonics for Earth) and a stagnant lid mode (other large terrestrial bodies). This difference may arise because of the role of water, but perhaps also because of melting, or size (gravity), or the vagaries of history. It has profound effects for the differences in history of Earth, Venus and Mars, including their surface geology, volatile reservoirs and magnetic fields. Since thermal convection is driven by small density differences, it can also be greatly altered or limited by compositional or phase effects. Melt migration introduces additional complications to the heat transport as well as being a source for the irreversible differentiation that might promote layering. Our limited understanding and ability to model these processes continues to limit the development of a predictive framework for the differences among the terrestrial planets. 相似文献
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J.W. Norman 《Journal of Structural Geology》1984,6(6):737-747
Examples are given of circular features over 100 km diameter on the Earth's surface. It is suggested that some of these are the eroded remains of the effects of very large impacts after a brittle crust had developed. Some of the tectonic effects of major impact events are reviewed using experimental evidence and established ground examples, and the resulting geological patterns to be anticipated are described. Such past events may have had a widespread influence on our present geology, and speculative suggestions are made of the types of existing phenomena that could be attributed to this cause in some local cases of such features as regional metamorphism, cratons, island arcs, arcuate ophiolites and greenstone belts, large rotational movements, thermal anomalies, introduction of new materials to our planet, biological and magnetic effects. 相似文献