南海东部次海盆下地壳倾斜反射体结构特征及成因

南海东部次海盆洋壳内发育了大量强振幅的壳内倾斜反射体,它记录了海盆洋壳增生过程,深入研究海盆下地壳倾斜反射体的结构及成因,对认识南海海盆扩张过程具有重要意义。本文基于深反射多道地震剖面,刻画了东部次海盆下地壳倾斜反射体的结构特征及内部变形,初步探讨了其发育成因。研究表明,东部次海盆南、北部都发育强振幅的下地壳倾斜反射体,倾斜反射体大部分终止于Moho反射界面,但南北部倾斜反射体的分布范围、结构特征及成因存在明显差异。东部次海盆下地壳倾斜反射体倾斜长度北长南短,北长约15~22 km,南长约5~8 km;分布范围北大南小,北部南北向长约150 km,南部南北向长约70 km。下地壳倾斜反射区的Moho面埋深起伏差异明显北小南大,北为0.5 s,南有1.2 s。基底北部平坦南部起伏大,洋壳厚度北部厚南部薄,推测东部次海盆洋壳增生过程是非对称性和非均一的。东部次海盆下地壳倾斜反射体的成因可能与同岩浆断裂、水热循环、壳幔过渡区岩浆间隙侵入和基底深大断裂密切相关。

大陆下地壳

大陆下地壳是连接岩石圈地幔和上地壳的“纽带”,是地壳与地幔交换最活跃的部位。上地幔与下地壳的部分熔融及下地壳一些岩石的拆沉还可直接导致壳-幔物质的交换、循环与重组。换言之,下地壳是壳-幔作用的一个极其重要的场所,底垫、拆沉、深熔、高级变质和其他作用都在下地壳中发生和实现。然而,下地壳是以往研究地球深部和浅部关系时被“跳”过去的部位,没有得到足够的重视。克拉通化定义为大陆原来混沌的原地壳分异并形成稳定的上地壳和下地壳,并由此构建了稳定的壳-幔结构,这种空前的稳定关系从形成起一直维持到现在,是大陆演化、洋-陆与壳-幔相互作用的基础。在板块边界的造山过程中,如洋-陆的俯冲碰撞特别是陆-陆碰撞,可以形成不同大陆地块的陆壳叠置、加厚、垮塌、拆沉、底垫和重新稳定,在造山带根部形成新的下地壳,即造山带型下地壳。本文重点讨论了克拉通型下地壳演化过程,强调了其动力学意义及其在大陆动力学研究中的重要地位,建议在深地研究和学科布局中给与充分重视。

福建晋江金井—深沪湾断陷晚第四纪的地壳变动及海平面变化

本文根据实际调查资料,探讨了福建晋江金井—深沪湾断陷的地貌、第四纪沉积特征,晚第四纪的断裂—断块构造活动、地壳变形及区域海平面变化。

武陵山褶皱-冲断带地壳结构与形成机制

武陵山褶皱-冲断构造带位于扬子块体东缘,是华南地区最典型的由陆内挤压作用形成的重要线性构造带,了解其地壳结构与变形机制对于进一步深化认识该地区的构造演化过程至关重要。本文在综合多种地球物理成像、构造地质分析和数值、物理模拟研究的基础上,系统分析了该区的地壳深部结构、变形过程及浅表构造响应。结果表明:武陵山地区强重力梯度带的形成主要受控于地壳与岩石圈尺度的结构和物性差异;新元古代扬子和华夏块体的拼合过程造成了目前的地壳结构,形成莫霍界面的起伏、错断、叠置等变形特征;低速滑脱层和先存的区域断裂一起造成了上、下地壳的变形解耦,并在该区的构造演化中发挥了关键控制作用;晚中生代古太平洋板块俯冲产生的远场应力可能是造成该区褶皱-冲断变形的主要动力。本研究可为华南地区陆内变形机制研究提供新的启示,并有助于为其他地区开展类似研究提供借鉴。

台湾东部之地壳变动与花莲寿丰观测网

花莲寿丰测距网设置至今已有 11年的观测成果。观测资料显示 ,菲律宾海板块一直以西北方向向台湾陆地挤压 ;1999年“92 1”集集大地震前两个月 ,挤压转至正西方向 ,因此 ,主压应力对台湾陆地之冲击最大 ,地震也最强。集集地震后至今所观测的资料显示 ,挤压方向转至西南方向且压力陆续增加。

腾冲火山壳幔过渡带分析及岩浆上涌通道初探

壳幔过渡带是地壳与地幔物质和能量的交换场所,其结构特征与该区的深部过程和构造演化密切相关。提取腾冲火山区31个地震台站下方的接收函数H-κ叠加获得的地壳厚度随频率变化特征和接收函数的Ps/P、PpPs/P振幅比,发现盈江断裂北部的黑空山-燃灯寺和南侧沙坝台区域具有比周边区域更低的振幅比,约有2 km地壳厚度差异。将该观测结果与前人获得的这两个区域相对薄的地壳厚度与高的V_(P)/V_(S)比值相结合,表明黑空山-燃灯寺和沙坝台区域具有厚的壳幔过渡带,推测其是地幔物质涌入地壳的通道。结合前人获得的该区上、中、下地壳都存在大片低速体的特征,推测来自地幔的岩浆很可能沿着腾冲火山区黑空山-燃灯寺和沙坝台这两个区域上涌到地壳,并依次在下、中和上地壳富集和横向展布,最终沿多个通道喷出地表。

地球自转与地壳变动研究的历史、现状及展望

本文总结了300年来地球自然与地壳变动的研究历史,概括了当前关■地质学的研究进展,并根据地球■、地■极性、■脊活动、海平面及气候等同时变化的现象,展望未来,可能揭示许多地质作用共同成因机制。

地壳的构造变动

地壳并不是“稳如泰山”,而是不断在变动着。陆地变沧海、沧海变陆地,在地球的发展史上不断地重演。像济南城南的千佛山,是一座海拔285米的秀丽山峰。在山顶上的岩层中,我们可以看到海洋鱼类的化石。地质调查证明,在距今6亿年至4.4亿年之间,地史上称为寒武纪和奥陶纪时期,从济南市区向南,是一片一望无际的海洋。在长达1亿多年的时间,海底沉积了巨厚的石灰岩。在大约4.4亿年前,大地升起,海水退去。

北京—怀来—丰镇剖面地壳上地幔构造与速度结构研究

近期完成的近东西向的北京—怀来—丰镇宽角反射／折射剖面斜穿北西向的张家口—渤海地震带，并在延怀盆地与一条深反射剖面重合，其目的是探测研究延怀盆地及外围地区的地壳上地幔构造、速度分布及其与地震活动的关系．结果表明：地壳呈层状结构，地壳厚度由顺义的３５．０ｋｍ向西逐渐加厚至４２．０ｋｍ；壳内界面近于水平或由东向西缓倾；在延怀盆地地壳呈高低速相间的特征．上地壳的下部存在明显的低速体，并有两条地壳深断裂带延伸至莫霍面，这与延怀地区地震活动密切相关．

鲁西地壳隆升的伸展构造模式

伸展链锁断层系,形成了鲁西的主导构造格局,即“块断”构造。它是由中、新生代两次伸展运动形成的。伸展运动与幔源岩浆活动有着密切的成生联系。两次伸展运动经历过程是:先是上地壳拉开,形成断裂;其后是因处在伸展断层下盘的泰山—鲁山—沂山断块的上隆,从而启动泰山—鲁山—沂山以北,沿早前寒武纪与古生界不整合界面发生的浅层次的滑脱运动;在深层次滑脱层上部的“分叉”断层以“接力式”传递伸展。浅层次滑脱向北运动,深层次滑脱向南运动,泰山—鲁山—沂山断块成为南、北滑脱断层的共同下盘,它因上部物质拉开卸载而均衡回弹上隆,深层次滑脱面下的中地壳硅—铝质岩向回弹上隆体下的虚脱空间中汇聚加厚,在地堑系下部减薄;回弹上隆体下硅—铝质加积体冷却,将地堑系封住,然后壳幔物质均衡调整,软流圈发生对流运动。伸展运动的结果,形成了以泰山—鲁山—沂山为核心的鲁中块隆,它至今耸立于周围以平原地貌为标志的地堑系之间,隆起的高点,就是当今的泰山。

青藏高原地壳与上地幔成层速度结构与深部层间物质的运移轨迹

在印度洋板块与欧亚板块碰撞、挤压作用下,促使深部物质重新分异、调整和运移,并导致了地壳的短缩增厚,而且造成了高原的整体隆升和深部壳、幔物质的侧向流展。基于青藏高原腹地和周边地域地壳与上地幔的成层速度结构,特别是其特异层序的展布研究表明,青藏高原地壳巨厚,但岩石圈却相对较薄;地壳中于深20±5km处存在一低速层,层速度为5.7±0.1km/s,厚度为8±2km;上地幔软流圈顶部深度为110±10km;下地壳与上地幔盖层物质以地壳低速层为上滑移面,以岩石圈漂曳的上地幔软流圈顶面为下滑移面,在印度洋板块N-NNE向力源作用下在同步运移,即形成了青藏高原腹地和周边地域特异的大陆地球动力学环境。

下地壳及壳幔过渡带化学不均一性──河北汉诺坝地区深源捕虏体元素地球化学证据

河北汉诺坝玄武岩中长英质麻粒岩、镁铁质麻粒岩和辉石岩捕虏体的主量元素和微量元素特征，反映了下地壳及壳幔过渡带组成具有高度化学不均一性。不相容元素原始地幔标准化曲线特征的差异表明捕虏体成因复杂。MgO与不相容元素无或仅有很弱的相关性，与相容元素的相关性则相对较明显。这些特征反映了下地壳及壳幔过渡带存在较强和多元的混合作用。捕虏体的加权平均值比基于麻粒岩地体资料估算的下地壳平均组成偏基性，揭示了二者可能的成因差异。

巴颜喀拉块体地壳结构多样性探测

青藏高原内部地壳岩性的改造、岩性随深度变化及形变构造是探索研究地壳增厚、物质运动问题的关键.巴颜喀拉块体位于青藏高原中北部,地域广袤,通过对块体内中、东部不同区域的深地震广角反射/折射震相的综合分析,利用反射率理论地震图方法对不同性质震相走时及振幅特征进行细致的模拟计算,进一步研究巴颜喀拉块体内部不同区域地壳精细结构.结果显示:巴颜喀拉块体地壳厚度50~60 km、整体向西逐渐增厚,结晶地壳平均速度6.07~6.18 km·s^(-1)、岩层速度大幅降低,壳内多强反射界面结构、但不同区域差异明显;东部若尔盖盆地地壳介质速度整体低速、壳幔边界较为清晰;中部玉树一玛多段下部地壳发现约6.8 km·s^(-1)的"高速度"介质结构,壳幔边界不清、被改造为2~4 km厚的高速度梯度层,显示了巴颜喀拉块体内部地壳增厚、介质岩性结构被改造的差异性.地壳内部多组强反射、低视速度走时震相揭示了介质岩性的低速破碎、弱化蠕变以及可能的壳内解耦构造.局部地区下地壳的高视速度震相特征显示了青藏高原地壳改造增厚大背景下可能存在稳定的"原始地壳"结构残留或是与上地幔物质的浸入交流.巴颜喀拉块体内不同区域地壳增厚、岩性结构、结晶基底及壳幔边界性质被改造的多样性为深入认识青藏高原地壳形变及动力学过程带来新的启迪.

福建地区地壳上地幔S波速度结构与泊松比

利用在福建地区布置的12个宽频带数字地震流动台站和8个固定台站记录的远震P波波形数据进行接收函数计算,运用H-k搜索叠加方法得到了研究区的平均地壳厚度H与波速比k(=VP/VS),并运用接收函数反演方法得到了0～80km范围内的地壳和上地幔S波速度结构。H-k叠加结果表明,福建地区地壳厚度在28.4～32.8km范围内,从内陆到沿海变薄,从南到北变厚;沿着NW—SE方向,泊松比分布有分带特征,沿海地区泊松比高于内陆地区;同时表明,该地区地壳可分为上、中、下地壳,地壳结构横向差异较明显,多个台站下方可发现壳内低速层,沿海地区上地幔顶部平均速度相对低,可能暗示了深部存在热异常区域。

华南海陆过渡带的地壳结构与壳内低速层

壳内低速层与地质构造背景的联系已逐渐引起人们的重视。华南沿海众多的地震测深剖面揭示出地壳不同深度上存在着壳内低速层。根据海陆联合深地震探测取得的数据,通过射线追踪和走时模拟方法,获得了沿OBS-2001测线海陆过渡带的地壳结构。根据低速层的走时间断特性辨识了海区地壳中部低速层。剖面中壳内低速层分布在新塘经南澳岛至南澳岛东南约150.0 km的陆架区,尖灭于东沙隆起,其顶面深度为10.0—18.0 km,速度为5.5—5.9 km.s-1,与上、下岩层的速度差均为0.5 km.s-1,其空间展布较为稳定,厚度为3.0—4.0 km,推断其为华南沿海陆上低速层的延伸,含水矿物脱水和部分熔融可能是引起该区壳内低速层弹性波速下降的主要因素。该区壳内低速层的研究对于深入认识岩石圈结构及动力学作用过程具有重要的地质地球物理意义。