科研产出
板块驱动力:问题本源与本质
《大地构造与成矿学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：本文回顾了板块构造理论之前和之后关于地球驱动力问题的发展历程,从近3000年人类由表及里认识地球的历史讨论中,可以发现人们认知这个问题的历史转变和外在干扰,并从唯物论-唯心论和固定论-活动论两条主线,梳理理解板块驱动力的问题本源和本质。当人们追究板块构造起源到前板块体制下的早期地球时,板块驱动力问题变成了对全时整体地球动力学问题的讨论,实质是对地球上块体变形和变位根本动因的追寻。随着视野逐渐开阔,人们必然回溯到最早期开尔文提出的热驱动,并通过对比太阳系其他行星,试图回答"为什么太阳系中唯独地球具有板块构造"这个根本问题。因此,地球变形和变位的一切根源和本质在于热的时空不均一性和不同阶段地球的热状态和热结构,然而,热驱动是重力作用衍生的次级机制。地球构造圈形变机制实际上在不断演变,重力驱动力的表现型式也在不断演变,具体地区和不同时空尺度又有所不同,因而就区域构造解析而言,驱动力是多起源的。最后,本文将板块驱动力问题拓展到地球系统动力学问题探讨,并就方法论、认知论做了简要总结。
关键词： 驱动力 板块 板内 地幔对流 地幔柱 俯冲带 前寒武纪
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延生微地块:洋脊增生系统的复杂过程
《大地构造与成矿学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：随着探测技术的不断发展,海洋中越来越多的微地块被识别出来,在洋脊增生系统中心、由叠接性洋中脊拓展过程中形成的微小地块,称之为延生微地块(propagation-derived micro-block)。根据其活动状态以及与洋中脊的相对位置,又可划分为在轴型(on-axis)延生微地块和离轴型(off-axis)延生微地块。通过分析位于东太平洋海隆的复活节微地块、胡安·费尔南德斯微地块和纳兹卡板块内部的鲍尔微地块,本文系统总结了延生微地块的识别标志、构造特征及成因模式。延生微地块见于两条洋中脊交汇处或洋中脊与转换断层、海底断裂带交汇处,由捕获自周围大板块的"碎片"、以"碎片"为核心不断增生的洋底物质以及裂谷拓展过程中转移的岩石圈碎片组成。其边界类型有洋中脊或死亡洋中脊、转换断层、大洋汇聚边界、假断层等。延生微地块的成因与洋中脊叠接扩张、拓展延伸息息相关,洋中脊的扩张速率决定了微地块的生长速率。因而扩张速率增大或持续扩张,会促使微地块朝大板块演变;扩张停止,微地块脱离扩张轴,成为离轴型延生微地块,并逐渐融入周围大板块,成为大板块的一部分。
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海洋磁异常及其动力学
《大地构造与成矿学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：海洋磁异常探测技术在海底科学前沿研究中一直发挥着巨大作用,对研究海底地壳结构、板块构造运动以及地球内部动力学过程等具有重要意义。近年来,随着人们对深海构造问题的日益重视,海底磁异常探测技术作为揭示海底构造的强有力手段,受到越来越多的关注。本文将综述近十年来国内外关于海洋磁异常研究的前沿成果,深入讨论大洋盆地演化过程、被动大陆边缘的构造演化、洋壳俯冲过程、洋中脊增生过程以及大洋微板块的形成过程和机制等动力学问题,最后提出该领域存在的问题和今后的发展方向。
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延生型微板块成因机制模拟研究进展
《大地构造与成矿学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：延生型微板块是指海底扩张或大陆裂解过程中,因裂谷间快速叠接拓展而发生旋转,捕获老的岩石圈并增生新的岩石圈所形成的一类微板块。影响其形成的动力因素众多,根据作用位置可分为浅部动力因素和深部动力因素两类。延生型微板块广泛分布于深海大洋,代表区域为东太平洋海隆处,但因观测困难,生长周期长,数据缺乏,目前对其成因机制的研究主要有物理模拟和数值模拟两类。物理模拟实验根据实验材料和设备的不同可分为冻蜡模型、离心机模型和胶体模型三种。建立的数值模型从最初简单的二维模型发展到条件更为复杂的三维模型,同时开始更多的考虑深部地幔对流的影响。但这些研究主要是探索裂谷拓展行为,仅局限于发现了延生型微板块的形成,并未形成关于延生型微板块形成和演化的研究体系。本文在前人研究的基础上归纳了延生型微板块形成的影响因素,系统梳理了相关的构造物理实验和数值模型研究问题,并结合其他相关研究进一步展望了未来建立延生型微板模型的发展方向。
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跃生型微地块:离散型板块边界的复杂演化
《大地构造与成矿学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：当今板块构造理论的发展越发需要精细化研究,前人在板内变形、洋中脊增生、裂谷拓展以及板块驱动力等方面开展了大量工作。但大洋岩石圈内部仍有很多微型构造块体没有得到更完善的认识和整理。本文总结前人关于裂谷拓展、洋中脊跃迁以及洋中脊-热点相互作用的研究,归纳全球跃生型微地块实例。结合大洋岩石圈内部微地块的形成和消亡过程,提出了3个跃生型微地块演化模型,即三节点重组模型、微陆块的大陆裂谷跃迁模型和微洋块的洋中脊跃迁模型,并探讨其深部动力和物质来源,便于进一步开拓洋中脊重组和海底构造的研究工作。大多数跃生型微地块是由于洋中脊-热点相互作用导致的,地幔柱对跃生型微地块的形成具有显著控制作用。跃生型微地块是深浅部构造耦合研究的关键。跃生型微地块可以由延生型微地块、残生型微地块等转化而来,也可能在板块运动过程中转化为增生型微地块或碰生型微地块等。
关键词： 跃生型微地块 微板块 洋中脊跃迁 板块三节点 地幔柱
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裂生微地块构造特征及成因模式:来自西太平洋弧后扩张作用的启示
《大地构造与成矿学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：微地块是一种在现今空间尺度上相对微小的地质块体,在裂谷系统、被动陆缘、大洋中脊、深海洋盆、俯冲系统和碰撞环境中均有分布。微地块有多种成因类型,其中,由裂谷系统、被动陆缘、弧后扩张作用导致陆块或岛弧发生裂解过程中所生成的新地块或板块,为裂生微地块(rifting-derived micro-block)。本文主要结合西太平洋"沟-弧-盆"体系中弧后扩张形成的马里亚纳微地块、马努斯微地块以及北斐济海盆内部的微地块特征,初步总结了裂生微地块的识别标志、运动学特征以及动力学机制。裂生微地块的地壳属性可以是陆壳或洋壳、陆缘弧或洋内弧地壳,其边界必有一侧为离散型边界,其余边界可复杂多样,如俯冲带、转换断层、深大断裂等,可以是已经死亡的构造,也可以是正在活动的构造。裂生微地块常见于伸展裂解系统、俯冲消减系统中,西太平洋的板缘裂生微地块是在弧后伸展裂解的构造背景下形成的,随着弧后扩张作用的发育而生长演化。基于前人研究,裂生微地块的成因模式可总结为两类:与深部地幔上涌相关的主动裂解型,如板片窗模式、地幔柱模式;与岩石圈拉伸、海沟后撤相关的被动裂解型。裂生微地块的演化往往是多种裂解机制下综合作用的产物,常常伴随着不对称、不稳定的弧后扩张过程以及相对于周缘微地块/板块的旋转,这些都导致了裂生微地块构造演化的独特性和复杂性。对裂生微地块的研究,使得洋-陆俯冲带、造山带的研究将更加精细化,同时也可以丰富地块/板块发展演化的内涵。
关键词： 微地块 弧后扩张 弧后盆地 裂解 西太平洋 俯冲系统
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增生型微地块的成因模式及演化
《大地构造与成矿学 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：增生型微地块是指在俯冲带消亡过程中大-中型洋壳板块内部较厚洋底高原、大火成岩省、外来微地块增生拼贴到大陆边缘而残留形成的微地块。增生型微地块通常位于板块的汇聚地带,其成因是由于俯冲板块上的洋壳高原、海山、岛弧或陆壳到达俯冲带后,因浮力效应增大,使得该微地块的俯冲作用明显地受到阻碍,进而拼贴"停靠"到上覆板块上。例如,西菲律宾海沟的宾汉海隆和马里亚纳海沟北部的小笠原高原,都对俯冲作用产生了极大的阻碍作用并使其近乎停止,这两个高原也得以"停靠"就位在上覆板块边缘。位于中美洲的科伊瓦微板块(Coiba microplate),则由于巴拿马三节点的作用,逐渐与周缘的科科斯板块、纳兹卡板块分离而独立出来,并因其西侧右旋转换型边界和南侧左旋转换型边界的俯冲终止,稳定地"停靠"在中美洲陆缘。总体来说,增生型微板块的边界肯定有一条边为死亡的或活动的俯冲带,其他边界可以是转换型、俯冲型、离散型。转换型边界的实例如菲律宾岛弧带和中美洲的科伊瓦微板块等;俯冲型边界的实例如台湾东部拼贴的北吕宋岛弧;离散型边界的实例主要分布在东南亚-澳洲板块之间的俯冲系统内,这一地区发育了一系列弧后盆地,这些弧后盆地边缘又包含超伸展而裂离的陆壳残块,这一陆壳性质复杂的区域主要是以弧后盆地的扩张中心(离散型边界)和俯冲带作为边界,因而弧后盆地的俯冲消亡很可能会形成新的增生型微板块。
关键词： 增生型微地块 增生作用 俯冲作用 三节点 洋底高原
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济南泉域岩溶地区多源多尺度数据三维耦合模型及应用
《地质学刊 》 2019
摘要：为解决济南城市轨道交通建设与地质环境、保泉供水及建构筑物之间的矛盾,实现泉水保护与轨道交通建设双赢,研发了三维城市地质信息管理与应用系统。根据济南泉域富水岩溶的特点,采用现场工作、室内实验、理论研究、数值分析、成果集成应用等综合研究方法,设计了基于MapGIS 10的三维地质环境信息系统,建立了济南城区标高-350 m的三维可视化地质模型、岩溶模型和水位动态模型,形成了岩溶区三维地质建模的系统方法。为济南轨道交通建设及保泉供水提供了重要管理和应用平台,为济南城市轨道交通的规划、建设、管理提供决策依据,作出更科学的分析和预测。
关键词： 济南泉域 岩溶地区 MapGIS软件 三维耦合模型 轨道交通 保泉供水
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大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中—古生界油气地质特征
《海洋地质前沿 》 2019 CSCD
摘要：0引言南黄海是我国大陆架的重要组成部分,是连接扬子块体和海区,以及破解朝鲜半岛和东亚大陆边缘演化的重要节点。南黄海中—古生代海相地层分布,是研究扬子块体向东延伸及岩相古地理的关键,也是目前油气勘探的重要领域。南黄海自北而南可划分为千里岩隆起、北部坳陷、中部隆起、南部坳陷及勿南沙隆起5个二级构造单元(图1)。CSDP-2井是中部隆起上的第一口全取
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加拿大海盆莫霍面分布特征及其构造意义
《极地研究 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：利用北极加拿大海盆及其周边最新的重力数据,经过水深、沉积层厚度以及平均地壳厚度的重力效应改正,收集了该地区的声呐浮标数据,数字化得到57个控制点,基于Parker方法,使用带控制点的界面反演计算了研究区的莫霍面深度。结果表明,莫霍面深度由西向东逐渐加深。边缘地与海盆西侧交界处莫霍面深度最浅,在12km左右,说明此处可能存在补偿不足;阿拉斯加处的莫霍面深度最深,至少30km,推测该区域受到的挤压较为强烈或者沉积物供给充足使得地壳增厚。深度值变化与其洋壳-洋陆过渡带-陆壳的地壳结构变化也相吻合,支持了逆时针旋转模式。
关键词： 重力异常 莫霍面深度 Parker方法 已知控制点 加拿大海盆
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