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青藏高原隆升过程的三阶段模式

地球物理学报 1999年第5期42卷 609-616页

作者：傅容珊李力刚黄建华徐耀民常筱华中国科学技术大学地球和空间科学系合肥230026 第三世界科学院中国科学技术大学地球科学和天文学高级研究中心合肥230026 中国科学技术大学应用化学系合肥230026

综合分析了前人对青藏高原岩石层构造和动力学研究的成果，提出印度板块和欧亚板块会聚、大陆碰撞及大陆形变的基本特征为青藏高原地壳的加厚和地壳缩短，地壳物质的横向流动；青藏高原隆升过程呈现出阶段性、多样性和复杂性；组成青藏... 详细信息

综合分析了前人对青藏高原岩石层构造和动力学研究的成果，提出印度板块和欧亚板块会聚、大陆碰撞及大陆形变的基本特征为青藏高原地壳的加厚和地壳缩短，地壳物质的横向流动；青藏高原隆升过程呈现出阶段性、多样性和复杂性；组成青藏高原的各块体可能有不同的主导隆升机制．认识到在板块构造理论所揭示的全球构造格局中，青藏高原不仅仅是印度板块和欧亚板块会聚、碰撞以及大陆形变的结果，它也是青藏高原大陆岩石层和下伏地幔物质运动的相互耦合、相互作用的结果．从地幔动力学的角度出发讨论了青藏高原隆升的断离险升－挤压隆升－对流隆升三阶段模式（ＢＣＣＭ），结合数值模拟的结果分析了与此模式相对应的该区域岩石层构造、运动的地幔深部物质运移和动力学背景．

关键词：青藏高原岩石层地幔对流隆升过程三阶段模式

利用地震层析成像数据计算地幔对流新模型的探讨

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地球物理学报 2003年第6期46卷 772-778页

作者：傅容珊黄建华董树谦张群山常筱华中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

假设地幔地震层析成像数据对应的地幔横向不均匀结构是地幔热对流的结果 .将地震层析成像数据转化为地幔温度 (或密度 )不均匀分布 ,考虑热流体动力学的三个基本方程 ,顾及热输运方程中的非线性项 ,直接将地震层析成像转化的地幔温度不... 详细信息

假设地幔地震层析成像数据对应的地幔横向不均匀结构是地幔热对流的结果 .将地震层析成像数据转化为地幔温度 (或密度 )不均匀分布 ,考虑热流体动力学的三个基本方程 ,顾及热输运方程中的非线性项 ,直接将地震层析成像转化的地幔温度不均匀分布作为内部荷载引入基本方程 ,反演计算地幔对流 .本文在利用地震层析成像数据计算地幔对流模型的新理论和方法的基础上 ,用SH12WM13地震层析成像模型数据 ,计算了全球地幔对流格局 .结果表明 ,对流格局不仅依赖地震层析成像数据 ,而且在很大程度上受地幔动力学框架、热动力参数和边界条件的所确定的系统响应函数的影响 .显示了地幔中复杂的对流格局 ,特别是区域性层状对流以及多层对流环可能在地幔中存在的现象 .

关键词：地震层析成像地幔热动力学地幔对流热流体动力学热输运方程

青藏高原—天山地区岩石层构造运动的地幔动力学机制

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地球物理学报 1998年第5期41卷 658-668页

作者：傅容珊黄建华徐耀民常筱华中国科学技术大学地球和空间科学系合肥230026

利用全球重力大地水准面异常、板块绝对运动及全球地震层析成像数据，计算了青藏高原—天山地区岩石层下部地幔大尺度对流格局以及此种尺度对流驱动下岩石层内应力场分布；同时，利用区域均衡重力异常数据反演青藏高原中、北部到天山地... 详细信息

利用全球重力大地水准面异常、板块绝对运动及全球地震层析成像数据，计算了青藏高原—天山地区岩石层下部地幔大尺度对流格局以及此种尺度对流驱动下岩石层内应力场分布；同时，利用区域均衡重力异常数据反演青藏高原中、北部到天山地区上地幔小尺度对流模型．结果表明，大尺度的地幔物质运移过程可能驱动着中国大陆岩石层整体从西部以南北方向为主的运动转向东部地区以北东和南东方向的运动；而该区域上地幔小尺度上升流动支持了现代青藏高原和天山地区的抬升运动．提出和讨论了青藏高原隆升的“断离隆升—挤压隆升—对流隆升”三阶段模式，并探讨了大陆岩石层构造运动的地幔深部动力学背景．

关键词：青藏高原天山地区地幔动力岩石层构造运动

区域重力异常和上地幔小尺度对流相关方程及对流拖曳力场

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地球物理学报 1994年第5期37卷 638-646页

作者：傅容珊黄建华刘文忠常筱华中国科学技术大学地球空间科学系

建立了区域重力均衡异常的物理模型，假定区域重力均衡异常源于上地幔密度分布横向不均匀以及由上地幔小尺度对流产生的边界形变．导出了区域重力均衡异常和上地幔小尺度对流之间的相关方程，讨论了该方程在地球动力学研究中的应用．应... 详细信息

建立了区域重力均衡异常的物理模型，假定区域重力均衡异常源于上地幔密度分布横向不均匀以及由上地幔小尺度对流产生的边界形变．导出了区域重力均衡异常和上地幔小尺度对流之间的相关方程，讨论了该方程在地球动力学研究中的应用．应用几种模型计算上地幔小尺度对流产生的作用于岩石层底部的拖曳力场．结果表明，将这一相关方程用于利用区域重力均衡异常研究地壳及上地幔应力状态，将有广阔的前景．

关键词：重力异常地幔对流拖曳力场地壳

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上地幔密度异常驱动小尺度对流及实验模型

地震学报 2005年第1期27卷 25-32页

作者：傅容珊王景贇常筱华黄建华戴志阳查显杰中国科学技术大学地球和空间科学学院中国合肥230026

　建立了由密度异常驱动上地幔小尺度对流的数学物理模型, 发展了利用地震层析成像数据反演上地幔小尺度对流的基本理论和方法. 该模型建立在三维直角坐标系框架上, 假设地震层析成像所显示的地震波速度异常对应于上地幔物质密度异常,... 详细信息

　建立了由密度异常驱动上地幔小尺度对流的数学物理模型, 发展了利用地震层析成像数据反演上地幔小尺度对流的基本理论和方法. 该模型建立在三维直角坐标系框架上, 假设地震层析成像所显示的地震波速度异常对应于上地幔物质密度异常, 而该密度异常反映了上地幔小尺度热对流系统的温度异常场. 模型首先将地震层析成像确定的地震波速度异常转换为密度异常, 并视其为对流的驱动力; 进而利用三维傅立叶变换, 在波数域内, 在给定的边界条件下, 求解控制流体行为的运动方程和连续性方程, 最后求得对流的流场. 为检验本研究提出的理论和方法的有效性, 本文使用了两个简单的实验模型: 热体和冷体模型; 俯冲断离( break off)板片模型, 计算了其驱动的地幔流场. 结果表明, 本文提供的理论和方法,可以直接应用于与区域岩石层构造动力学相关的上地幔小尺度对流的研究.

关键词：地幔对流动力学地震层析成像

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地幔对流与深部物质运移研究的新进展

地球物理学进展 2005年第1期20卷 170-179页

作者：傅容珊冷伟常筱华中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

现代固体地球科学已经认识到,地幔对流不再是少数动力学家的假想,它是地幔热动力系统的主要构架.地幔对流和板块运动驱动机理关系的研究已经从简单的主动或被动驱动的讨论转向对统一热动力系统的探讨.包括地幔热柱在内的地幔对流的深入... 详细信息

现代固体地球科学已经认识到,地幔对流不再是少数动力学家的假想,它是地幔热动力系统的主要构架.地幔对流和板块运动驱动机理关系的研究已经从简单的主动或被动驱动的讨论转向对统一热动力系统的探讨.包括地幔热柱在内的地幔对流的深入研究不仅成为研究地幔热动力系统演化的主线,也成为研究大陆形成和演化驱动机理的主线.与此同时,以地震层析成像为主体的地震、地球物理观测资料和以地幔岩石化学组份为主体的地球化学观测成为认识地幔对流的强有力的工具.然而,地球化学和地球物理观测之间存在明显的差异,一些依赖于地球化学数据构思的新的热动力学框架对地幔对流的研究构成了强烈的挑战.

关键词：地幔对流热动力学地球物理地球化学

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区域重力均衡异常和上地幔小尺度对流模型

地球物理学报 1994年第A2期37卷 249-258页

作者：傅容珊常筱华黄建华刘文忠中国科学技术大学地球和空间科学系

假定区域重力均衡异常主要源于由上地幔小尺度热对流相应的物质的不均匀和由此对流动力效应而导致的边界形变，同时将上地幔模拟为一均匀的等粘滞系数的牛顿粘滞流体，其主要的热量来自下地幔．由此建立了以流体力学３个基本方程为基础... 详细信息

假定区域重力均衡异常主要源于由上地幔小尺度热对流相应的物质的不均匀和由此对流动力效应而导致的边界形变，同时将上地幔模拟为一均匀的等粘滞系数的牛顿粘滞流体，其主要的热量来自下地幔．由此建立了以流体力学３个基本方程为基础的热对流模型，并讨论了低瑞利数状态下，以区域重力异常和上地幔小尺度对流相关方程为主要条件，上述方程的基本解．几种模拟重力均衡异常所对应的流场表明；区域重力均衡异常正异常中心对应于上地幔小尺度对流上升流，表现出地幔上隆；相反，负异常中心对应于对流下降流，表现出岩石层（地壳）向下弯曲．结合实际的地质构造形态和重力异常形态，这些结果将有利于对板块内部岩石层动力学的理解．

关键词：均衡重力异常地幔对流上地幔热对流模型

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黏滞分层地幔中密度异常驱动对流模型的研究

地球物理学报 2005年第4期48卷 824-833页

作者：傅容珊王毅黄建华常筱华查显杰戴志阳中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

在地震层析成像计算的地幔密度异常直接驱动地幔对流的新方法的基础上,发展了在上、下地幔不同黏性结构框架下,密度异常驱动地幔对流的物理模型.利用Grands和S12WM13等地震层析成像模型推得的地幔密度异常分布,设置板块绝对运动极型场... 详细信息

在地震层析成像计算的地幔密度异常直接驱动地幔对流的新方法的基础上,发展了在上、下地幔不同黏性结构框架下,密度异常驱动地幔对流的物理模型.利用Grands和S12WM13等地震层析成像模型推得的地幔密度异常分布,设置板块绝对运动极型场为运动上边界,考虑深度660km地震波不连续面为界的上、下地幔之间存在黏滞性的差异,直接反演了不同黏滞系数的双层地幔结构下地幔对流的模式.研究中选取地幔平均密度为ρ=5500kgm3,上层地幔平均黏滞系数为μ=1021Pa·s,计算了上、下地幔黏滞系数之比为1∶1,1∶10,1∶100和1∶1000时地幔大圆剖面、以及区域剖面上的流场.结果表明,两种模型在球谐展开1～13阶的范围内其对流的基本格局相似.当下地幔黏滞性超过上地幔的100倍时,下地幔流场速度与上地幔的流场速度相比显著减小,但是对流仍然表现出单层对流环的基本格局.论文还用240km深度球面上的对流格局讨论了对流和全球构造之间的关系.

关键词：地幔对流地震层析成像地幔黏滞性

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地震层析成像之密度异常驱动地幔对流模型

大地测量与地球动力学 2003年第1期23卷 5-11页

作者：傅容珊董树谦黄建华常筱华中国科学技术大学地球和空间科学系合肥230026

地震层析成像展现了地球内部横向不均匀性 ,其描述的地幔结构正是地幔演化热动力学过程的现代表现。然而 ,如何利用这些最新的观测成果去研究地球特别是地幔的动力学过程是对地球动力学研究的挑战。建立了地幔密度异常 (温度异常 )直接... 详细信息

地震层析成像展现了地球内部横向不均匀性 ,其描述的地幔结构正是地幔演化热动力学过程的现代表现。然而 ,如何利用这些最新的观测成果去研究地球特别是地幔的动力学过程是对地球动力学研究的挑战。建立了地幔密度异常 (温度异常 )直接驱动地幔对流的新方法 ,并利用现代地震层析成像模型计算了对应的地幔对流的格局 ,探讨了其和全球构造相关的地幔问题。结果表明 ,在单层地幔粘滞结构条件下 ,对流格局仍然以全地幔大尺度对流为主体 ;所发展的理论和方法可以适用于不同来源的地幔层析成像的数据 ,可以用于探讨不同边界条件和地幔参数对应的地幔对流模型 ,也可以用于使用大地水准面异常检验对流模型。

关键词：地震层析成像地幔对流地幔粘滞性大地水准面温度