Two-dimensional Numerical Modeling Research on Continent Subduction Dynamics   总被引：3，自引：0，他引：3  

WANG Zhimin  XU Bei  ZHOU Yaoqi  XU Hehua  HUANG Shaoying The Key Laboratory of Orogenic Belts  Crustal Evolution 《《地质学报》英文版》2004,78(1):313-319

Continent subduction is one of the hot research problems in geoscience. New models presented here have been set up and two-dimensional numerical modeling research on the possibility of continental subduction has been made with the finite element software, ANSYS, based on documentary evidence and reasonable assumptions that the subduction of oceanic crust has occurred, the subduction of continental crust can take place and the process can be simplified to a discontinuous plane strain theory model. The modeling results show that it is completely possible for continental crust to be subducted to a depth of 120 km under certain circumstances and conditions. At the same time, the simulations of continental subduction under a single dynamical factor have also been made, including the pull force of the subducted oceanic lithosphere, the drag force connected with mantle convection and the push force of the mid-ocean ridge. These experiments show that the drag force connected with mantle convection is critical fo  相似文献   

岩石圈—软流圈物质循环促进大陆增生的新方式     

杨文采 《地质论评》2019,65(5):1039-1053

大陆动力学研究地球内能量和物质的运动和伴随的信息传播,上地幔中的软流圈是地球内部的物质运动的关键部位之一。由于观测的技术方法少,人类对软流圈内部的地质作用过程所知甚少。在青藏高原,过去地震波三维层析成像的分辨率不高,难以对地壳上地幔构造进行准确的定位。我们收集和整理了地方地震台的数字化观测数据,使地震体波三维层析成像的准确度大大提高,为解决软流圈的地质构造准确成像提供了新的可能性。根据地震体波三维层析的成像结果,在古特提斯洋和特提斯洋俯冲板块前沿的软流圈底部410 km间断面上方,存在反映古大洋俯冲板块的高速体,它们在青藏高原、苏鲁和伊朗都有出现。清晰和稳定的高波速异常的位置表明,特提斯洋俯冲板块现在已经拆沉在软流圈的底部,古特提斯洋俯冲板块也可能曾经拆沉在软流圈的底部。对比青藏高原和苏鲁的地壳上地幔波速结构推测,拆沉造成软流圈中的轻元素物质上涌,进入大陆岩石圈,造成岩浆活动。上涌还使碰撞造山带地壳厚度减小,而岩石圈厚度增加。大约100 Ma后,俯冲下去的大洋残块会被软流圈物质磨蚀交代,使岩石圈厚度增加, 形成大陆下方的大陆根,造成大陆克拉通化和体积增生。大洋板块俯冲后在软流圈拆沉是岩石圈—软流圈物质循环的一种重要方式,对软流圈中物质均衡和体积稳定也起重要作用。  相似文献   

冻土弹塑性本构模型研究现状     

李楠楠  范彩霞  白瑞强 《冰川冻土》2019,41(3):646-656

土体的本构模型是分析计算土工结构变形规律的关键。自剑桥模型提出以来,对于土体本构模型的研究,各国学者在不同环境条件下发展研究了适用于相应试验条件下的各类模型。随着寒区经济的发展,关于冻土力学性质的研究日益增多,许多学者借鉴常规融土的研究方法建立了不同条件下的冻土弹塑性本构模型。为了进一步理清冻土变形行为的特征,完善适用于冻土弹塑性行为的本构模拟理论和方法,作者总结和分析了各类冻土弹塑性本构模型的理论基础、建模方法、参数确定方法等内容,对进一步发展可准确描述冻土复杂力学行为的本构模型具有指导意义。  相似文献   

从哥伦比亚超大陆裂解事件论古/中元古代的界限   总被引：3，自引：2，他引：1  

耿元生  旷红伟  杜利林  柳永清  赵太平 《岩石学报》2019,35(8):2299-2324

国际前寒武纪地层表中始终把古/中元古代的界线置于1. 6Ga,我国则一直将这一界线置于1. 8Ga。存在认识分歧的根本原因是对1. 8Ga前后时期地质事件及其性质的理解与认识的差异或偏颇。本文通过阐述1. 8～1. 6Ga期间地质事件及其性质,重点分析和讨论古/中元古代(界)界限的划分及相关地质事件的标志与意义。大量的地质资料显示,超大陆从1. 8～1. 75Ga开始裂解,形成一系列的陆内盆地,如北美(劳伦古陆)的Thelon盆地、澳大利亚北部的Leichhardt超级盆地、南美巴西圣弗兰西斯科盆地、华北南缘的熊耳裂谷盆地以及扬子地块西南缘的东川盆地等。在这些盆地形成的早期沉积了冲积扇相、河流相的碎屑岩,之后伴有较广泛的火山岩喷发,中晚期从河流相、湖相碎屑岩沉积过渡到浅海碳酸盐台地沉积,反映一个拉伸裂解的过程。在复原的哥伦比亚超大陆内,广泛分布有1. 78～1. 72Ga的非造山花岗岩,包括AMCG组合(斜长岩、纹长二长岩、紫苏花岗岩和花岗岩)、环斑花岗岩、A型花岗岩等,以及广泛分布的基性岩墙群。这些岩浆岩都反映了拉伸裂解的地球动力学背景。在1. 8～1. 6Ga,不论是沉积事件还是岩浆事件,绝大部分与超大陆的拉伸裂解有关,并未显示造山作用、大陆固结和克拉通化的特点,用固结纪来概括这一阶段地质事件的性质并不合适。哥伦比亚超大陆上的许多盆地在1. 6Ga左右经历了一次广泛的抬升,使沉积作用短时间间断,之后原有盆地继续发展,接受了更广泛的沉积,这种沉积作用可以一直延续到1. 4～1. 3Ga左右。与裂解有关的岩浆事件也以幕式方式从1. 78Ga一直断续持续到1. 4～1. 32Ga左右。从1. 8Ga(或1. 78Ga)到1. 4～1. 3Ga,不论是盆地的沉积事件还是与裂解有关的岩浆事件,基本是连续的。以1. 6Ga作为年代界线划分古/中元古代,人为地隔断了连续的沉积事件和岩浆事件,显然与"尽可能少地截断沉积作用、火成侵位或造山运动的主要序列"的前寒武纪地层划分原则相悖。连续的裂谷盆地沉积事件和非造山岩浆事件可以追溯到1. 8Ga(或1. 78Ga)。因此,我们建议将古/中元古代的界线置于1. 8Ga或1. 78Ga。考虑到裂谷作用的本质是在已有超大陆或克拉通的基础上盖层的发育过程,因此我们建议将～1. 8Ga或1. 78～1. 4Ga都归入盖层系。  相似文献   

藏北昂吾地区超基性岩的蛇纹石化和磁铁矿化过程及影响因素     

李静超  赵涛  刘治博  林赟  邵华胜  袁国礼  宋扬 《岩石学报》2019,35(7):2158-2172

班公湖-怒江缝合带广泛分布超基性岩及蛇纹石化超基性岩,已有研究表明它们与区域成矿关系密切,其蛇纹石化过程使一些元素活化并具有一定的成矿潜力。位于班-怒带中段的昂吾地区蛇纹石化超基性岩主要矿物成分有橄榄石、单斜辉石、铬铁矿、利蛇纹石、磁铁矿和绿泥石等,原岩恢复表明该超基性岩为单辉橄榄岩。镜下鉴定、背散射电子图像、能谱成分分析和电子探针分析结果显示单辉橄榄岩的蛇纹石化及蚀变过程可分为三个阶段:(Ⅰ)以形成相对富铁蛇纹石(Mg#=75～88)为主,基本无磁铁矿析出;(Ⅱ)形成相对富镁的蛇纹石(Mg# 90),析出磁铁矿;(Ⅲ)蛇纹石进一步蚀变成绿泥石。热力学模拟及多组分矿物相平衡图表明,在蛇纹石化过程中,昂吾地区超基性岩中的辉石脱硅致使反应体系SiO_2活度升高,限制了磁铁矿的生成。同时也发现,在利蛇纹石稳定存在的温度区间内(100～300℃),本研究的蛇纹石化体系温度倾向高值区,不利于磁铁矿的析出。进而探讨了原岩成分、反应体系SiO_2活度及温度等因素对蛇纹石化过程中磁铁矿析出的影响。本研究有助于理解班-怒带内超基性岩的蛇纹石化过程及磁铁矿化机制。  相似文献   

古/中元古代界线:1.8Ga   总被引：1，自引：0，他引：1  

赵太平  庞岚尹  仇一凡  祝禧艳  王世炎  耿元生 《岩石学报》2019,35(8):2281-2298

年代地层表是我们描述地球历史演化的时间框架,也隐含着我们对地球演化过程的基本认识,承载着一系列核心科学问题。现有的国际前寒武纪地质年表存在不少问题,还没有被普遍接受的新方案。在现行国际地层年表(IUGS 1989—2004)中,20～18亿年被称为造山纪,18～16亿年被称为固结纪,16～14亿年被称为盖层纪,也即:造山运动结束到盖层发育之间的过渡时期为固结纪,而将盖层的广泛发育作为中元古代的开始。在我国,由于"吕梁运动"是华北克拉通结晶基底最终形成的标志性构造-热事件,此后发育以长城系-蓟县系-青白口系为代表的地台型沉积盖层,因此我国地质界一直以长城系的底界代表中元古代的开始,并根据"吕梁运动"结束时间,将古/中元古代的时间界线置于18亿年。2012年国际地层委员会提出了一份全新的全球前寒武纪地质年代表划分建议方案,其中2060～1780Ma阶段被称为古元古代哥伦比亚纪,主要以Columbia超大陆的聚合为特征;而之后17. 8～8. 5亿年的近10亿年间,则被定义为罗迪尼亚纪,代表了从Columbia超大陆裂解到Rodinia超大陆聚合的漫长阶段。即这一新建议方案的古/中元古代界线为17. 8亿年,与我国学者长期以来所坚持的古/中元古代分界是基本一致的。在华北克拉通,"吕梁运动"的结束时间在～18亿年,此后整体处于多期裂解的陆内伸展环境,长城系-蓟县系基本上属于连续的陆表海沉积。近年来的研究表明,燕山地区长城系的底界年龄约为17亿年,长城系与蓟县系的分界则为16亿年。如果一味按照现行国际地层划分方案,其古/中元古代的界线(16亿年)将对应于长城系-蓟县系的分界,华北克拉通这套盖层型沉积将被人为分割为两部分,这显然是很不合理的。值得注意的是,在华北克拉通中部吕梁地区发育的小两岭组火山岩和在其南部地区发育的、也是世界范围内同时期最大规模的火山活动——熊耳群火山-沉积岩系,是华北克拉通结晶基底之上最早发育的盖层沉积,其起始形成时间约为18亿年。这与新建议的古/中元古代分界非常接近。从全球地质演化来看,从18到16亿年,造山作用结束,Columbia超大陆开始裂解,岩浆作用方式和岩浆岩组合类型及其地球化学特征发生明显改变,如斜长岩、环斑花岗岩在世界主要克拉通均有发育。与此同时,稳定沉积盖层开始广泛发育,条带状铁建造(BIF)消失,代之以鲕状或粒状矿物集合体组成的浅海富铁沉积,另外海相硫化物沉积、有核原生生物等也首次出现。所有这些都标志着,在此前后,地球岩石圈、水圈和大气圈均发生了重大转折,生物圈也进入新的演化阶段,标志着地球进入"中年期"演化阶段。虽然地球演化发生重要转折的根本原因和细节还有待进一步深入探讨,但这一转变的起点或最重要的时间点,无疑就在18亿年前后,因此,本文认为,应将其作为全球古/中元古代的时间界线。  相似文献   

地下水超采区评价法及其应用     

董亚楠  邢立亭  张欣慧  黄林显  曹倩倩  兰晓荀 《地质与勘探》2019,55(2):641-648

地下水超采引发的诸多环境地质问题制约着当地的社会经济发展,亟需加强对地下水资源的管理和保护。为合理规划管理地下水超采区,本文探讨了超采区的概念,归纳总结出超采区的自然属性和社会属性,认为超采区为"在一定时期内,地下水开采量超过一阈值而对地下水系统或局部的地质环境或水生态环境等产生一定损害或裂变影响的区域";阐述了超采区的评价指标与单因子评价、多因子系统分析以及数值模拟法等评价方法,同时对不同方法进行了比较分析;在此基础上,提出区域数值模拟-局部水位动态联合评价法,并以潍坊北部地区为例,验证了区域数值模拟-局部水位动态联合评价法的实用性。  相似文献   

非洲Muglad多旋回陆内被动裂谷盆地演化及其控油气作用   总被引：1，自引：1，他引：0  

张光亚  黄彤飞  刘计国  余朝华  赵岩  刘爱香  客伟利  王彦奇 《岩石学报》2019,35(4):1194-1212

非洲Muglad盆地经历多旋回陆内被动裂谷发育与叠合演化历史,具有不同于主动裂谷盆地、单旋回被动裂谷盆地以及跨越多个变革期的叠合盆地的演化特征。本文采用叠合盆地研究思路与方法,通过盆地演化过程中关键构造事件识别、盆地演化阶段划分,恢复和重建了各阶段原型盆地;基于不同期次裂谷作用发育程度、叠加过程及叠加方式的时空差异性,划分了不同凹陷的叠合类型,建立了不同叠合类型凹陷油气成藏模式。研究结果表明,受冈瓦纳大陆裂解、非洲大陆周缘大西洋、印度洋、红海张裂等构造事件的影响,该盆地经历了早白垩世Abu Gabra组(简称AG组,下同)沉积期、晚白垩世Darfur群沉积期以及新生代Nayil-Tendi组沉积期三大同裂谷作用阶段。早白垩世盆地原型为多个地堑及半地堑分隔式分布,为与大西洋张开有关的伸展应力场作用产物;晚白垩世Darfur群沉积时期盆地原型为地堑及半地堑继承发育,但沉积中心东移,为与印度洋张开有关的伸展应力场作用产物;新生代Nayil-Tendi组沉积时期原型盆地主要为发育在Kaikang坳陷的地堑、半地堑,为与红海张开有关的伸展应力场作用所致。依据三期裂谷作用在各凹陷的发育程度差异及构造沉降和沉积充填过程的不同,将各凹陷裂谷叠合方式划分为早断型、继承型与活动型三种类型。其中,早断型以Sufyan凹陷最为典型,其构造沉降与沉积充填具有"强-弱-更弱"特征;继承型以Fula凹陷最为典型,其构造沉降与沉积充填具有"强-较强-弱"特征,而活动型以Kaikang坳陷最为典型,其构造沉降与沉积充填具有"强-强-较强"的特征。三期裂谷作用在各凹陷内时空叠合差异控制了各凹陷油气成藏条件及富集规律的不同,早断型凹陷成藏组合以下部成藏组合为主,继承型则以中部成藏组合为主,而活动型凹陷则以上部成藏组合为主。这些多期叠加型被动裂谷盆地研究成果丰富了全球裂谷盆地构造特征与演化及其控油气作用的认识,深化了该类裂谷盆地油气分布规律研究,对于指导下一步勘探部署有重要借鉴意义。  相似文献   

大别造山带在大陆裂解、地壳的俯冲-折返及山根垮塌期间的多期部分熔融作用          下载免费PDF全文

刘贻灿  杨阳  姜为佳  李远 《地球科学》2019,44(12):4195-4202

大别造山带发育了与大陆俯冲-折返和碰撞造山等相关的不同构造岩石单位.针对存在的问题,本项研究开展了宿松变质带、中大别超高压带和北大别杂岩带等不同俯冲岩片花岗质岩石的野外地质调查以及岩石学、元素-同位素地球化学和锆石年代学等方面系统研究.研究结果表明:（1）宿松变质带花岗片麻岩的原岩时代包括晚太古代（2.5~2.7 Ga）和新元古代（770~830 Ma）两大类,其中新元古代花岗片麻岩的原岩是由经历了~2.0 Ga变质作用的晚太古代岩石在新元古代大陆裂解过程中发生重熔作用形成的;（2）首次揭示中大别花岗片麻岩至少包含两种不同的原岩时代（~750 Ma和780~800 Ma）与岩石成因,并在三叠纪俯冲-折返期间经历了~230 Ma和~220 Ma两期部分熔融作用;（3）北大别混合岩中发育折返早期（209±2 Ma）因高温减压而引起的黑云母脱水熔融以及山根垮塌期间（110~145 Ma）有水加入的加热熔融（水致熔融）形成的多种浅色体;（4）发现并限定了北大别变质闪长岩是在燕山期山根垮塌期间,由三叠纪深俯冲的新元古代镁铁质下地壳岩石发生部分熔融作用而形成的.因此,这为大别造山带在新元古代大陆裂解、印支期地壳的俯冲-折返及燕山期山根垮塌期间发生的多种部分熔融作用提供了新的制约.   相似文献   

深部地质钻探钻孔结构设计与施工分析          下载免费PDF全文

杨芳  陈师逊 《探矿工程》2019,46(11):21-26

根据长期深部钻探施工经验,分析了深部地质钻探钻孔结构设计的主要依据和原则,通过典型深孔钻孔结构设计与实施的案例,总结了几种钻孔结构实施程序：（1）在地质预测与实际相差不大的熟悉工区,根据经验有针对性地选择钻孔结构进行施工的按设计施工法;（2）在不能预测下部地层复杂情况的条件下,采用探索、扩孔并根据实际调整钻孔结构的探索施工法;（3）利用大口径尽可能向下钻进的充分施工法等。通过实际案例分析,为深孔、超深孔钻探钻孔结构设计与施工提供一定的经验参考。  相似文献