新疆东昆仑祁漫塔格地区上三叠统火山岩的年代及构造环境研究

新疆东昆仑祁漫塔格地区分布着一套上三叠统、喷发韵律明显的陆相火山岩和火山碎屑岩 ,它们起源于地下深部富集稀土元素的异常地幔 ,经历了一次从基性—中性—酸性的岩浆连续演化过程。它们是东昆仑构造演化转折期的产物 ,形成于 2 10Ma～ 2 2 0Ma。

贝加尔裂谷带通京盆地新生代火山岩石学与地球化学特征及其构造意义

位于贝加尔裂谷带西南端通京盆地的尚加泰火山玄武岩由高拉长石—中长石、贵橄榄石、次透辉石、火山玻璃组成,据对S iO2与全碱(N a2O+K2O)的关系判断,均为碱性橄榄玄武岩,微量元素、稀土元素分布型式与板内碱性玄武岩一致,推测原始岩浆来源于上地幔距地表200 km^250 km深度处,在距地表约40 km处即莫霍面附近开始冷却结晶,该火山活动区可能成因于异常地幔凸起中的物质-能量流沿着断裂在通京盆地内的上升。

新疆东昆仑祁漫塔格地区上三叠统火山岩岩石成因初探

新疆东昆仑祁漫塔格地区分布着一套上三叠统、喷发韵律明显的陆相火山岩和火山碎屑岩，它们起源于地下深部富集稀土元素的异常地幔，经历了一次从基性－中性－酸性的岩浆连续演化过程，是东昆仑构造演化转折期的产物。

从克拉通破坏到板块动力模型的研究

华北克拉通破坏动力机制研究导致了全球动力系统及"板块动力模型"研究.板块运动最有可能的动力是地幔物质流动,但由于地幔物质流动的成因至今尚未查明,所以板块构造学说研究仍处于"运动模型"阶段,而没有进入"动力模型"阶段.如果地幔密度异常是驱动地幔物质流动的成因,那么就有可能基于重力学方法以"板块动力模型"的形式建立地幔密度异常驱动模式;软流圈中可能存在着动力特性不同的区块,地幔密度正异常代表物质盈余、区块内的物质要向区块外移动,地幔密度负异常代表物质亏损、区块外的物质要向区块内移动.本项目采用重力和地震资料相结合研究地球的整体分层,根据重力大地水准面联合地震波速度结构反演求解地幔密度异常,再根据地球正常密度假说和板块运动重力学机制的观点并与现有"板块运动模型"相结合,分析地幔密度异常动力区块,初步建立"基于重力学机制的板块动力模型";为最终建立多学科机制的"全球板块动力模型",迈出重要一步.

地球及其形状非对称性的重力学研究

依据卫星重力、大地水准面观测结果,对表示地球形状的大地水准面异常进行了不同阶次的球谐函数计算和分析,发现2～6阶大地水准面异常表现出了地球双重非对称的基本形状,而高于6阶的大地水准面异常只表示了地球形态的局部变化特征.另外,采用阻尼最小二乘方法,利用全球地震层析成像资料和大地水准面异常资料联合反演了三维全球地幔密度异常.结果显示了地幔密度异常不仅在横向上,而且在纵向上也存在着明显的不均匀性.对比分析低阶大地水准面异常和地幔密度异常结果表明,地球形状非对称性主要是由下地幔的物质密度不均匀引起的.

阴山山链隆起机制及有关问题探讨

阴山隆起为异常地幔发育区，软流层上凸、岩石圈变薄、幔汁上侵、地幔底辟，垂直运动激烈；阴山隆起又处在南北两大板块夹击挤压构造带上，水平运动强烈。所以，阴山隆起是中新生代垂直运动和水平运动共同作用的结果。随着阴山山链的隆起，在其南缘形成了呼包、临河等地堑式盆地。

西南印度洋岩浆补给特征研究：来自洋壳厚度的证据

西南印度洋中脊为典型的超慢速扩张洋中脊,其岩浆补给具有不均匀分布的特征.洋壳厚度是洋中脊和热点岩浆补给的综合反映,因此反演洋壳厚度是研究大尺度洋中脊和洋盆岩浆补给过程的一种有效方法.本文通过对全球公开的自由空气重力异常、水深、沉积物厚度和洋壳年龄数据处理得到剩余地幔布格重力异常,并反演西南印度洋地区洋壳厚度,定量地分析了西南印度洋的洋壳厚度分布及其岩浆补给特征.研究发现,西南印度洋洋壳平均厚度7.5km,但变化较大,标准差可达3.5km,洋壳厚度的频率分布具有双峰式的混合偏态分布特征.通过分离双峰统计的结果,将西南印度洋洋壳厚度分为0~4.8km的薄洋壳、4.8~9.8km的正常洋壳和9.8~24km的厚洋壳三种类型,洋中脊地区按洋壳厚度变化特征可划分为7个洋脊段.西南印度洋地区薄洋壳受转换断层控制明显,转换断层位移量越大,引起的洋壳减薄厚度越大,减薄范围与转换断层位移量不存在明显相关性.厚洋壳主要受控于该区众多的热点活动,其中布维热点、马里昂热点和克洛泽热点的影响范围分别约340km,550km和900km.Andrew Bain转换断层北部外角形成厚的洋壳,具有与快速扩张洋中脊相似的转换断层厚洋壳特征.

东南印度洋中脊(108°—134°E区域)断层构造与岩浆活动关系

东南印度洋脊(Southeast Indian Ridge,简称SEIR)是中速扩张洋中脊,在其中的108°—134°E区域的全扩张速率为72~76 mm·a^-1。但在接近澳大利亚-南极洲不整合带(Australian-Antarctic Discordance,简称AAD)区内,海底地貌沿洋中脊的变化强烈,其变化范围涵盖了从慢速到快速扩张洋中脊上常见的例子,且出现了明显的地球物理与地球化学异常,说明洋中脊在AAD区附近的岩浆供应量极不均匀。文章定量分析了高精度多波束测深数据,计算了洋中脊不同段的地形坡度、断层比例以及平面与剖面的岩浆参数M值,结合研究区内剩余地幔布格重力异常以及洋中脊轴部地球化学指标Na8.0、Fe8.0等资料,分析与讨论了研究区的断层构造与岩浆活动特征的关系。研究发现,东南印度洋脊108°—134°E区域的B区(在AAD区内)及C5段(在AAD区外西侧)发育有大量的海洋核杂岩,而且B区的海洋核杂岩单体规模更大,其中最大的位于B3区,沿洋中脊扩张方向延伸约50km。研究结果首次系统性地显示,相比东南印度洋的其他区域, B和C5异常区具有偏低的平面与剖面M值、偏高的断层比例、偏正的地幔布格重力异常以及偏高的Na8.0值与偏低的Fe8.0值,这些异常特征可能反映了B区和C5段的岩浆初始熔融深度较浅以及岩浆熔融程度较低,因此导致其岩浆供应量异常少,形成较薄的地壳。研究结果同时表明,在岩浆供应量极少的洋中脊,构造伸展作用有利于海洋核杂岩的发育,导致地壳进一步减薄。

岩浆与构造作用对洋壳厚度的影响--以西北印度洋为例

洋中脊及邻区洋盆的洋壳厚度能很好地反映区域岩浆补给特征,对于研究洋中脊内部及周缘岩浆活动和构造演化过程具有很好的指示意义.西北印度洋中脊作为典型的慢速扩张洋中脊,其扩张过程与周缘构造活动具有很强的时空关系.本文利用剩余地幔布格重力异常反演了西北印度洋洋壳厚度,由此分析区域内洋壳厚度分布和岩浆补给特征.研究发现,西北印度洋洋壳平均厚度为7.8 km,受区域构造背景影响厚度变化较大.根据洋壳厚度的统计学分布特征,将区域内洋壳分为三种类型:薄洋壳(小于4.5 km)、正常洋壳(4.5~6.5 km)和厚洋壳(大于6.5 km),根据西北印度洋中脊周缘(~40 Ma内)洋壳厚度变化特征可将洋中脊划分为5段,发现洋中脊洋壳厚度受区域构造活动和地幔温度所控制,其中薄洋壳主要受转换断层影响造成区域洋壳厚度减薄,而厚洋壳主要受地幔温度和地幔柱作用影响,并在S4洋中脊段显示出较强的热点与洋中脊相互作用,同时微陆块的裂解和漂移也可能是导致洋壳厚度差异的原因之一.

西南印度洋脊14°E-25°E区域洋壳增生的构造与岩浆特征

文章利用高精度船载多波束测深及重力数据研究了超慢速西南印度洋脊14°E—25°E区域洋壳增生的构造与岩浆特征。首先采用滤波的方法将原始地形数据分为短波长地形(波长小于20km)和长波长地形(波长大于20km)。然后利用长波长地形剖面获得洋中脊裂谷的深度,利用短波长地形剖面和坡度来识别正断层,并计算出岩浆作用在整个扩张过程中所占的比例,即M值。同时从自由空气重力异常中去除海底地形、参考莫霍面以及板块冷却等重力效应,获取能够表征相对洋壳厚度的剩余地幔布格重力异常(Residual Mantle Bouguer Anomaly,RMBA)。最后在垂直于洋脊的剖面上以10km宽的窗口计算出一系列窗口内的M值、平均RMBA值以及断层的垂直断距,并探讨它们之间的相关性。研究发现在超慢速扩张的西南印度洋脊14°E—25°E区域,岩浆率M值随时间和空间变化明显,裂谷深度呈现较强的两翼不对称性,裂谷深度在一定程度上反映了脊轴附近的平均M值。区域性的平均构造拉伸率(即1-M)处于20%~50%之间,南翼整体处于较强的拉伸状态。统计结果表明,在岩浆作用较强的时期,M值偏大,通常产生较厚的洋壳以及断距较小的断层。

攀西古裂谷的地震成像研究──壳幔构造特征及其演化推断

攀西地区的地震层析成像揭示出该区典型的大陆古裂谷结构特征，其表现为：（ｉ）沿裂谷短轴方向地壳不同深度处存在高、低速异常相间的似层状条带，呈三明治结构．高、低速异常区的分布与裂谷区基底岩性有关．（ｉｉ）下地壳底部－上地幔顶部存在一速度值为 ７．１－７．５和 ７．８ ｋｍ／ｓ的附加层，其厚度约为 ２０ ｋｍ，研究表明它源于幔源物质的侵入．（ｉｉｉ）古裂谷轴部的华坪至会东一带１１０－１６０ｋｍ深度处呈现显著的高速透镜体，被周围的相对低速物质所围限，这是在古裂谷带岩石层地幔中首次被发现．综合地质学、岩石学和地球化学的研究成果推断，在轴部存在壳－幔间的附加层和上地幔高速透镜体的形成与裂谷的发生、发展和消亡的深部动力学过程有关．

南海海盆区深部结构的不对称性及控制因素

南海海盆区具有复杂的构造演化史,但目前对其深部结构的不对称性的研究和控制因素的探讨还存在不足.利用南海最新的重力数据和从27条地震剖面上获取的海盆范围沉积物精确数据计算了全海盆的剩余地幔布格重力异常(residual mantle Bouguer anomaly,RMBA),并反演了海盆的地壳厚度,运用Crust1.0数据进行了相关性分析.研究结果表明,南海海盆的残留扩张脊两翼在地形、RMBA和洋壳厚度上存在明显的不对称性,北翼比南翼有更多的海山分布、更低的RMBA值以及更厚的洋壳.这种明显的南北不对称性表明北侧比南侧有更高的地幔温度和更活跃的岩浆活动,反映了南海深部结构的不对称性.南海深部结构的不对称性可能与洋中脊向南的跃迁有关.洋脊跃迁导致在新老洋脊之间产生部分熔融,使扩张中心北侧产生更高的地幔温度,以及更强烈的岩浆活动,从而显示出更低的RMBA值和更厚的洋壳,并形成更多的后扩张期海山.