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地球动力学

国外科技新书评介 2014年第5期 6-7页

作者： D. E. Smylie 吴永礼不详中国科学院力学研究所

地球是一个动态的系统。它有流体、移动的大气，不断变化的冰、雪和水的全球分布，以及流体的核芯、热对流地幔和移动板块。内部动态过程，加上外部太阳、月球和行星的引力作用影响地球的形状、旋转和重力场，从而转移地球的质量。著者... 详细信息

地球是一个动态的系统。它有流体、移动的大气，不断变化的冰、雪和水的全球分布，以及流体的核芯、热对流地幔和移动板块。内部动态过程，加上外部太阳、月球和行星的引力作用影响地球的形状、旋转和重力场，从而转移地球的质量。著者严格地概述了固态地球的动力学行为，既从理论上做了阐释，而且也补充了数值算例。论题包括高级数值分析、地震位移场、由很长基线的干涉技术观测到的自由核的章动、由超导重力仪观测到的固体内核的平动模式，以及外部流体核的动力学。

关键词：地球动力学超导重力仪观测动力学行为全球分布内部动态引力作用数值算例数值分析

四万年以来南海西北次海盆地磁场古强度演化及其地球动力学意义

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地球物理学报 2020年第7期63卷 2671-2681页

作者：王浩森徐行刘青松仲义陈艇强小科周祐民杨小强南方科技大学海洋科学与工程系海洋磁学中心(CM 2)深圳518055 广州海洋地质调查局广州510760 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710061 中山大学地球科学与地质工程学院广州510275 中国科学院大学北京100049

海洋沉积物能够记录较为连续的古地磁信息.对沉积物记录的天然剩磁(NRM)进行归一化处理,可以构建过去较为连续的地磁场相对古强度(RPI)信息,这对于研究地磁场演变与全球记录对比具有重要的科学意义.本文以南海西北次海盆地区L07岩芯作... 详细信息

海洋沉积物能够记录较为连续的古地磁信息.对沉积物记录的天然剩磁(NRM)进行归一化处理,可以构建过去较为连续的地磁场相对古强度(RPI)信息,这对于研究地磁场演变与全球记录对比具有重要的科学意义.本文以南海西北次海盆地区L07岩芯作为研究对象,利用等温剩磁(IRM)作为NRM的归一化参数,构建了南海西北次海盆地区37ka以来的RPI曲线.实验结果显示,L07岩芯中载磁矿物的成分较为单一,以单畴(SD)-细粒准单畴(PSD)低矫顽力磁铁矿为主,能够作为古强度记录的载体.此外,在11.5ka处RPI出现峰值.进一步结合东亚地区鄂霍茨克海岩芯的RPI记录以及中国黄土10Be的丰度变化,我们认为该RPI峰值是由于地球非偶极子场影响所致.这说明东亚正磁异常的影响范围可以达到中国南海等中低纬度地区,这为理解东亚地区磁场演化提供了新证据,同时也为该区千年尺度RPI记录变化特征提供了新机制.

关键词：南海西北次海盆地磁场相对古强度非偶极子场地球动力学东亚磁异常

俯冲物质深地幔循环——地球动力学研究的一个新方向

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地质学报 2021年第1期95卷 42-63页

作者：杨经绥连东洋吴魏伟芮会超内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学南京210023 地幔研究中心自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074

地球上发生的各种地壳运动,大规模的火山喷发,不同深度不同规模的地震活动,规模宏大的山脉和高原的形成,以及地球历史上发生的大陆漂移运动,都被认为与板块构造活动密切相关。但这些运动的动力源究竟来自何方?如何去发现和证明它们的存... 详细信息

地球上发生的各种地壳运动,大规模的火山喷发,不同深度不同规模的地震活动,规模宏大的山脉和高原的形成,以及地球历史上发生的大陆漂移运动,都被认为与板块构造活动密切相关。但这些运动的动力源究竟来自何方?如何去发现和证明它们的存在以及从理论上去认识和解释,是当今地球科学面临的巨大挑战,也是今后很长一段时间内地球科学的前沿和热点问题。近些年,人们通过各种方法,试图从更深部寻找板块作用动力学的证据。首先是地震层析研究取得了很大进展,获得了许多区域性和全球的高分辨率3-D地震地幔波速结构,使得我们得以认识地球深部的结构,探讨地幔的物质组成,流体的作用和动力学过程。证据显示,板块俯冲不仅可以到达地幔过渡带深度,而且可达到下地幔底部,堆积在核幔边界的上部,成为核幔边界产生的地幔柱的重要物质组成。其次是开展了大量的实验岩石学研究,模拟了一系列地球深部的高温高压矿物组合,被认为可能代表了地幔过渡带和下地幔的矿物组合,甚至核幔边界的含水矿物组合。另一方面,计算机模拟实验揭示了冷的大洋岩石圈发生深俯冲是可行的。尤为重要的是,许多来自地幔过渡带甚至下地幔深度的高压矿物已经在自然界陆续被发现,证明其中一些矿物是源自深俯冲的洋壳物质,记录了俯冲洋壳再循环的历史,如产在巴西、南非和加拿大等金伯利岩中的超深金刚石矿物包裹体。此外,洋岛玄武岩和大陆板内玄武岩的研究,也找到了早期俯冲下去的壳源岩石的同位素证据。近些年发现的蛇绿岩型金刚石是另一实证,其金刚石碳同位素和包裹体研究表明它们源自早期俯冲下去的壳源物质,被认为是研究俯冲物质深部再循环的一个新窗口。这些俯冲再循环的物质,被认为是通过地幔柱的活动从深部带至浅表。本文综述了地球深部物质循环的研究现状,强调了该研究的重要性,并认为俯冲物质深部循环是地球动力学研究的一个新方向。

关键词：俯冲物质地幔柱金刚石深地幔循环地球动力学

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大型-超大型矿床成矿地球动力学背景

地学前缘 2020年第2期27卷 13-19页

作者：莫宣学中国地质大学(北京) 北京100083

大型-超大型矿床是地球成矿元素超常富集的产物,发现新的大型-超大型矿床是满足国家对矿产需求的关键。实践证明,将成矿地球动力学背景和成矿过程研究与定量勘查评价"三位一体"有机结合,是卓有成效的。大型-超大型矿床的成矿地球动力学... 详细信息

大型-超大型矿床是地球成矿元素超常富集的产物,发现新的大型-超大型矿床是满足国家对矿产需求的关键。实践证明,将成矿地球动力学背景和成矿过程研究与定量勘查评价"三位一体"有机结合,是卓有成效的。大型-超大型矿床的成矿地球动力学条件从宏观层次影响和控制着成矿,主要包括大地构造环境、壳幔结构与深部过程、成矿的岩石系统、区域热-流体条件等4个基本方面。要从根本上探明我国矿产的分布格局与资源潜力,从深层次上揭示区域成矿规律和金属巨量堆积过程,开辟新的找矿空间和深度,预测找矿战略新区,尤其要深入揭示地球深部物质、结构和各圈层间物质-能量交换的地球动力学过程。

关键词：大型-超大型矿床地球动力学成矿过程壳慢深部过程战略性关键金属矿产

秦岭造山带岩石圈电性结构及其地球动力学意义

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地球物理学报 2003年第3期46卷 390-397页

作者：程顺有张国伟李立西北大学大陆动力学教育部重点实验室西北大学地质学系西安710069 国土资源部物化探研究所廊坊065000

秦岭造山带三维电性结构特征的详细研究结果 ,结合其他多种地球物理和地质资料分析发现 ,自中新生代以来 ,尤其是晚近时期华北和扬子两地块向秦岭造山带持续陆内俯冲过程中 ,由于南秦岭岩石圈向北挤入作用 ,秦岭造山带的后陆冲断褶带和... 详细信息

秦岭造山带三维电性结构特征的详细研究结果 ,结合其他多种地球物理和地质资料分析发现 ,自中新生代以来 ,尤其是晚近时期华北和扬子两地块向秦岭造山带持续陆内俯冲过程中 ,由于南秦岭岩石圈向北挤入作用 ,秦岭造山带的后陆冲断褶带和北秦岭厚皮叠瓦逆冲带 ,现今处于岩石圈叠置加厚与拆沉作用的初始期 ;与之相反 ,南秦岭正在经历拆沉 -底侵的物质再循环作用 ,佛坪一带可能发育新的地幔柱 ;此外 ,在造山带北、南深部边界与内部不同岩石圈块体之间还伴随强烈的不同性质的走滑作用和物质侧向传输 .最后探讨了秦岭造山带构造拆沉与巨厚岩石圈并存以及走滑构造作用等的地球动力学意义 .

关键词：地球动力学岩石圈电性结构水平流变边界层低阻层秦岭造山带

天山海西期不同类型花岗岩类岩石化学特征及其地球动力学意义

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矿物岩石 2003年第1期23卷 15-24页

作者：张增杰陈衍景陈华勇鲍景新刘玉林中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 北京大学地质学系

通过研究把天山海西期花岗岩类分为 4类 :幔源 (M)型、同熔 (SY)型、改造型[混合改造 (MT)亚型、富铝改造 (PT)亚型和富钾改造 (KT)亚型 ]和 A型。对各类花岗岩的地质特征和岩石化学特征进行分析 ,总结出其时空演化规律。随时代的变新 ... 详细信息

通过研究把天山海西期花岗岩类分为 4类 :幔源 (M)型、同熔 (SY)型、改造型[混合改造 (MT)亚型、富铝改造 (PT)亚型和富钾改造 (KT)亚型 ]和 A型。对各类花岗岩的地质特征和岩石化学特征进行分析 ,总结出其时空演化规律。随时代的变新 ,从幔源型到 A型 ,基性程度降低、碱质含量增高、规模由小变大再变小。就同熔型花岗岩而言 ,基性程度中天山 >北天山 >南天山 ;富钾改造亚型与同熔型变化的特点相反 ,酸性程度中天山>北天山 >南天山 ;富铝改造亚型在天山各区呈现岩石化学特征基本相似的特点。天山海西期花岗岩类岩石化学特点及时空规律表明 :1)天山造山带花岗岩类的演化序列为 :幔源型 -同熔型 -改造型 (混合改造亚型 -富铝改造亚型 -富钾改造亚型 ) - A型。 2 )花岗岩类演化序列表征了造山带花岗岩成分定向演化的规律 ,是陆壳增生和其成熟度渐高的例证。 3)“造山岩”的含义应界定为同熔型和改造型花岗岩类 ,天山海西期花岗岩分布的不均一性由各构造单元的性质不同所造成。 4 )富铝改造亚型花岗岩类是陆块碰撞拼合的标志。 5 )富钾改造亚型花岗岩类花岗岩为碰撞造山减压达到高潮的标志。 6 ) A型花岗岩的发育是造山运动结束的标志。

关键词：花岗岩类岩石化学地球动力学天山海西期

蒙古—贝加尔地区上地幔小尺度对流及地球动力学意义

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地球物理学报 2010年第7期53卷 1594-1604页

作者：熊熊单斌王继业郑勇中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室武汉430077 中国科学院研究生院北京100049

上地幔小尺度对流是控制区域地球动力学过程的主要机制之一,蒙古—贝加尔地区的一些区域动力学过程被认为与上地幔小尺度对流相关.本文目的在于利用重力资料研究蒙古—贝加尔地区的上地幔小尺度对流,并探讨其与构造动力学的关系.基于区... 详细信息

上地幔小尺度对流是控制区域地球动力学过程的主要机制之一,蒙古—贝加尔地区的一些区域动力学过程被认为与上地幔小尺度对流相关.本文目的在于利用重力资料研究蒙古—贝加尔地区的上地幔小尺度对流,并探讨其与构造动力学的关系.基于区域均衡重力异常与上地幔小尺度对流的相关方程,本文利用区域均衡重力异常资料反演了蒙古—贝加尔地区上地幔小尺度对流流场及作用于岩石层底部的应力场.结果显示,蒙古—贝加尔地区地幔流场及对流应力场呈现非常复杂的图像,流场及应力场分布与地表构造具有很好的相关性.西伯利亚地台和蒙古褶皱带下地幔流场和对流应力场均较弱,这与这些地区现今较弱的构造活动性是一致的.贝加尔裂谷区下存在地幔上升流,对流应力场呈拉张状态,但应力场的幅值较小(约8 MPa),表明地幔对流不是贝加尔裂谷开裂的主要控制因素.Hangay高原、阿尔泰和戈壁—阿尔泰下存在地幔上升流,对流应力场为拉张状态,这一方面可能构成Hangay高原隆升的深部动力机制,另一方面,也为Amurian板块西边界划分提供了动力背景.

关键词：蒙古-贝加尔地区地幔对流地幔对流应力场地球动力学

中国青藏高原深部地球物理探测与地球动力学研究(1958—2004)

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地球物理学报 2006年第3期49卷 753-770页

作者：卢占武高锐李秋生管烨张季生贺日政黄立言中国地质科学院地质所岩石圈研究中心北京100037

经过半个多世纪的努力，中国学者在青藏高原进行的地壳上地幔地球物理探测工作取得了巨大进展．累计完成长约45000km的深部地球物理探测工作，取得了许多科学数据，为探讨高原地壳上地幔结构、隆升机制和动力学研究奠定了基础．为比较... 详细信息

经过半个多世纪的努力，中国学者在青藏高原进行的地壳上地幔地球物理探测工作取得了巨大进展．累计完成长约45000km的深部地球物理探测工作，取得了许多科学数据，为探讨高原地壳上地幔结构、隆升机制和动力学研究奠定了基础．为比较全面反映中国学者多年来的工作成果，作者广泛收集资料，总结了中国学者在青藏高原地壳上地幔地球物理探测工作程度，并按照方法分类绘制了系列工作程度图．文中分别对地壳结构、上地幔的横向不均匀性、岩石圈的电性结构、青藏高原隆升机制、青藏高原地球动力学模型等几个方面所取得的主要成果做了概略的评述．已有资料表明：青藏高原的莫霍面埋深变化较大，且在几条重要缝合带莫霍面两侧都有断错；根据目前的探测结果，高原在20±5km埋深范围内普遍存在壳内低速高导层，速度一般为5．6—5．8km／s，电阻率约为1，10Ω·m，厚度一般为5～10km，但横向分布不连续．低速层与高导层的深度、厚度在趋势上一致，但不十分吻合．天然地震的研究结果表明，组成高原各个地块内部的地震各向异性方向大致相同，各地块的分界处各向异性方向往往有明显的变化；虽然对高原隆升机制还存在不同的看法，但至少认为高原是多期隆升、多种机制共同作用的结果这一点已达成共识．综合已有的地球物理调查成果，结合地质地球化学资料建立的高原地球动力学模型，形象地表达出青藏高原岩石圈的双向挤压变形模式．这些工作为研究青藏高原隆升和变形机制提供有价值的信息．

关键词：青藏高原地壳上地幔地球物理探测工作程度地球动力学

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前寒武纪地球动力学(Ⅳ):前板块体制

地学前缘 2015年第6期22卷 46-64页

作者：李三忠戴黎明张臻郭玲莉赵淑娟赵国春张国伟中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 香港大学地球科学系西北大学地质学系陕西西安710069

前寒武纪地球动力学关注地球45.6-5.43亿年期间的沉积、岩浆、变质、变形、地幔和岩石圈的动力学机制,是永恒的地球科学前沿研究内容。现今研究积累表明：早前寒武纪构造还难以完全用板块构造理论给予说明,板块构造起源的时间虽然可能... 详细信息

前寒武纪地球动力学关注地球45.6-5.43亿年期间的沉积、岩浆、变质、变形、地幔和岩石圈的动力学机制,是永恒的地球科学前沿研究内容。现今研究积累表明：早前寒武纪构造还难以完全用板块构造理论给予说明,板块构造起源的时间虽然可能因地而异,但主流认识是27-21亿年期间,华北克拉通也是如此。板块构造出现之前的前板块构造体制也业已提出了多种认识：地幔柱理论、地幔翻转、重力构造、小板块构造等,其中重力构造被认为主要发生在冥古宙的地球层圈分异阶段,尤其是45.4-44.5亿年间地核形成和地幔的岩浆海阶段。迄今,对于地壳层次的卵形构造成因,也有8种模式之多：底辟构造、中下地壳流动构造、水平渠道流、多期褶皱叠加构造、变形分解构造、龟裂-拗沉俯冲构造、卵形构造的多层Top-down流变构造、岩基侵入-挠曲分解构造等,它们皆可出现在挤压、伸展、走滑构造背景下。无论是板块构造还是前板块构造阶段,全球构造过程似乎都是Top-down机制。

关键词：前寒武纪地球动力学卵形构造花岗-绿岩带前板块构造机制