青藏高原东南缘壳幔结构探测研究新进展

青藏高原东南缘的岩石圈变形特征和动力学过程显著不同于以正向碰撞为主要形式的青藏高原本体。其变形样式在地壳浅部以侧向滑移为主,并伴随一系列尚待揭示的深部过程。毫无疑问,青藏高原东南缘的岩石圈结构探测研究是理解青藏高原碰撞造山、深部动力学过程不可或缺的重要环节。而揭示与侧向碰撞变形的深部过程相伴生的成矿带的岩石圈三维结构和深部动力学背景,对大陆碰撞成矿理论框架的完整性至为关键。通过对青藏高原东南缘的壳幔结构探测研究成果和基本认识进行了较系统的梳理,重点介绍青藏高原东南缘及邻区深部结构地震学探测研究近十几年的新进展、新认识,主要涉及壳幔结构的天然地震成像、人工源地震探测剖面和深部动力学等研究方向,供对青藏高原地学研究感兴趣的地质科研人员参考。     

五台幔枝构造的演化与金、银多金属矿床

五台—恒山花岗岩—绿岩地体与燕山地体(西侧部分)所分布的金、银多金属矿床,是受太古宙超大陆地壳裂解作用所形成的裂谷型热幔柱,和复合或叠加的中生代幔枝构造控制,均沿EW向及NE向韧性剪切带分布．在幔枝构造的内部是以金(铁多金属)矿床为主,其外围拆离带是以银多金属矿床为主,形成“金三角、银镶边”的特征．它们的成因皆和地幔活动导致的壳幔岩浆侵位有着内在联系．     

陕西关中盆地地热资源及壳幔温度结构的地球物理分析

陕西关中盆地地下热水资源丰富,是中国典型的隐伏型中、低温地热资源分布区。为研究关中盆地中、低温地热系统形成机理,认识深部热源条件,利用地球物理方法分析了该区壳幔温度结构。结果表明:计算得到的居里面平均深度为25.0 km,莫霍面平均深度为36.6 km,地壳平均地温梯度为22.60 ℃·km^-1,咸礼断阶、西安凹陷、固市凹陷地壳地温梯度高于平均值,是地热地质条件较好的构造分区。咸阳、西安之下,上地幔存在向南下倾的高温带,咸阳北侧约175 km深度是一个温度大于1 500 ℃的高温区; 其上,莫霍面、居里面上隆,形成高温基底,加热沉积地层中的地下水。富平、渭南之间,上地幔存在“下沉”低温区,低温区北、南两侧约175 km深度分别对应温度大于1 450 ℃的高温区; 高温区之上,莫霍面、居里面上隆,形成聚热中心,为地表地热资源提供稳定热源条件。总体上,关中盆地新生代潜水受莫霍面、居里面上隆带入的地幔热量传导加热,热物质随莫霍面、居里面向上抬升,是盆地中、低温地热田的深部热源。上地幔流变边界层控制研究区重要的构造活动,此边界层受周缘构造带不同动力作用,在重力均衡调整过程中,导致深大断裂活动,进而引起地壳深、浅部水体沿断裂带热对流,形成带状分布热泉。     

湘南地区深部岩石剖面的建立--来自深源岩石包体的证据

研究了湘南道县玄武岩中深源岩石包体尤其是下地壳岩石包体的特征,对代表下地壳化学组成的典型岩石－麻粒岩包体和辉长岩包体进行了详细研究,利用多种地质温压计计算了包体的平衡压力及深度,并就此建立了该区的深部岩石剖面;（1）上地幔顶部主要为尖晶石二辉橄榄岩及辉石岩,深度在85－38km;(2)下地壳主要由基性麻粒岩组成,平衡深度为38－25km;(3)中地壳下部由尖晶石辉长岩层状侵入体及花岗质片麻岩组成。以波速为6．05－6．40km/s为特征,深度为25－19km;中地壳上部主要由元古界浅变质岩组成,深度为19－2kg;(4)上地壳表层主要由沉积岩组成,深度为4－0km。从包体的岩石类型来看,下地壳的物质组成以基性玄武质岩石为主,麻粒岩和辉长岩则分别代表了不同时期幔源岩浆对下地壳的添加。     

松辽盆地地壳热结构与深部热源条件

松辽盆地是中国中低温地热能的重点地热资源区。利用最新地震成像资料,结合重、磁、地热观测数据及盆地构造演化与地幔热流关系,计算分析了松辽盆地深、浅地层热量配分比例,莫霍面与居里面深度,盆地生热率结构。结果表明:①松辽盆地浅部地壳的地温场以传导传热为主; ②盆地中心莫霍面上隆,但上地幔热流处于衰减回落状态,上地幔供热不足导致莫霍面温度相对周缘要低; ③盆地中心居里面较深,与上地幔热松弛相关; 居里面之上,受花岗岩较高放射性生热率影响,地温梯度较高; 居里面之下,受地幔热流衰减回落影响,地温梯度下降。综上所述,中央坳陷区上地幔处于热流衰减的热松弛阶段,其对地表热流贡献小于上地壳放射性生热对地表热流的贡献,松辽盆地中部地表热异常成因主要是地壳上部的花岗岩放射性生热。     

吉林放牛沟多金属矿床成矿物质来源

放牛沟多金属矿床的形成与早元古代晚期的火山作用无明显的直接联系,矿床和华力西早期后庙岭花岗岩具有共同的物质来源。矿床同位素研究结果表明：成矿物质主要来自上地幔或下地壳,部分来自上地壳。后庙岭花岗岩以Ｉ型为主,并兼有Ｓ型特征。成岩坟要来自深部地壳同熔岩浆,有部分火山－沉积岩系的同化重熔物质加入。ε（＾８７Ｓr）／ω（＾８ ６Ｓr）初始比什为０．７０５也表明成岩物质以深源为主。后庙岭花岗岩物质来源的的双     

我院申报国家自然科学基金项目又获批准

我院郭进京教授主持的项目“青藏高原东北缘岷县-武都地区主要断裂带新生代以来构造变形分析”获得国家自然科学基金委员会的地球科学部主任专项基金资助批准（批准号为：40642011）。[第一段]     

阿拉善地块南缘构造活动特征与青藏高原东北缘向外扩展的最新边界

青藏高原向北东方向扩展的方式及最新扩展边界的位置,是目前青藏高原东北缘构造变形研究的热点。基于近年来对阿拉善地块南缘及邻区活动构造运动特征调查和定量研究结果,重点总结了阿拉善地块南缘活动断裂几何图像及运动特征,指出以前普遍认为的稳定阿拉善地块内部在新生代晚期发育了一系列规模不等、运动性质各异的活动断裂,这些活动断裂是青藏高原向外扩展过程中新生或先存断裂复活的结果,断裂对区域地貌的控制作用形成了阿拉善地块南缘的地貌和构造边界。综合新生代变形、构造地貌、低温年代学、大地测量与现代地震活动等资料和研究结果,认为青藏高原东北缘新生代中晚期以来发生了有序的向外扩展,形成了两个有重要意义的扩展边界:一是在10 Ma左右形成的以祁连山北缘断裂为主要边界控制构造的、完整清晰的青藏高原东北缘地貌及构造边界; 二是在新生代晚期3～2 Ma形成的阿拉善地块南缘与祁连山北缘断裂近平行展布的、主要由逆冲断裂所组成的青藏高原扩展最新边界。在现今构造、地貌格局中,阿拉善地块南缘已成为青藏高原东北缘最新的组成部分。     

地热学岩石圈厚度计算方法综述

地热学岩石圈厚度体现了长时间尺度上的岩石圈热学作用,可以反映地球深部动力学过程。介绍了地热学岩石圈厚度的计算方法,探讨了这种方法的参数选取和影响因素,并对比了地热学岩石圈厚度与其他类型岩石圈厚度的差异及其原因。结果表明:地热学岩石圈厚度的计算结果受地壳分层结构、岩石生热率、岩石热导率以及地表热流的影响;地质历史时期内的地壳分层结构要结合岩石学、岩石地球化学等领域最新研究成果得出地表热流较低(42mW·m^-2)时,岩石圈地幔生热率对计算结果的影响非常显著,岩石圈地幔生热率变化0.02μW·m^-3,地热学岩石圈厚度计算结果最高变化40km,岩石圈地幔热导率每变化0.2 W·(m·K)^-1,地热学岩石圈厚度变化15km;地表热流为60mW·m^-2时,岩石圈地幔生热率每变化0.02μW·m^-3,地热学岩石圈厚度变化3km,岩石圈地幔热导率每变化0.2W·(m·K)^-1,地热学岩石圈厚度变化5km;地表热流增高1mW·m^-2,地热学岩石圈厚度约增加3km;地热学岩石圈厚度与岩石学、地震学岩石圈厚度略有差异,其差异取决于流变边界层的厚度。     

东天山三岔口地区早、晚古生代岩体成因及其对康古尔缝合带演化的意义

对东天山地区三岔口矿岩体和三岔口东岩体的成因及构造背景进行探讨。三岔口矿岩体为一套花岗闪长岩-闪长岩体,形成于443 Ma,为晚奥陶世岩浆作用产物。三岔口矿岩体具有轻稀土元素及大离子亲石元素富集、高场强元素亏损的特征,表明其形成于岛弧环境,高放射成因Nd(ε_Nd(t)=6.6~7.5)和低初始N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值(0.703 69~0.703 89)表明岩浆混合中的基性端元很可能起源于俯冲带亏损的岩石圈地幔,幔源岩浆底侵导致下地壳部分熔融,并与生成的花岗质熔体混合形成中酸性岩浆。三岔口东岩体为一套花岗岩-花岗闪长岩-闪长岩体,侵位时代约为322 Ma,属于中亚造山带碰撞后岩浆作用的产物。三岔口东岩体同样具有岛弧岩浆特征,富集轻稀土元素及大离子亲石元素,亏损高场强元素,但其岛弧特征继承自其下地壳源区的性质,东天山地区下地壳主要是早古生代形成的深埋弧岩浆岩拼贴而成的。三岔口东岩体同样由壳幔岩浆混合作用形成,其基性端元可由区内同期基性—超基性岩体模拟。三岔口矿火山弧岩浆组合的确立可将康古尔地区俯冲作用的时间追溯至奥陶纪。晚石炭世早期,康古尔缝合带区域构造由挤压向拉伸转换,三岔口东岩体对应区域的后碰撞构造演化阶段。     

Computational simulation of convective flow in the Earth crust under consideration of dynamic crust-mantle interactions

The finite element method was used to solve fluid dynamic interaction problems between the crust and mantle of the Earth. To consider different mechanical behaviours, the lithosphere consisting of the crust and upper mantle was simulated as fluid-saturated porous rocks, while the upper aesthenospheric part of the mantle was simulated as viscous fluids. Since the whole lithosphere was computationally simulated, the dynamic interaction between the crust and the upper mantle was appropriately considered. In particular, the mixing of mantle fluids and crustal fluids was simulated in the corresponding computational model. The related computational simulation results from an example problem demonstrate that the mantle fluids can flow into the crust and mix with the crustal fluids due to the resulting convective flows in the crust-mantle system. Likewise, the crustal fluids can also flow into the upper mantle and mix with the mantle fluids. This kind of fluids mixing and exchange is very important to the better understanding of the governing processes that control the ore body formation and mineralization in the upper crust of the Earth.     

浙西毛坦地区基性岩墙地球化学特征及其构造意义

江南造山带中新元古代基性岩墙广泛发育,其成因和构造背景的研究对认识江南造山带的构造过程和华南板块新元古代构造演化具有重要意义。对出露于江南造山带东北段的浙西毛坦地区新元古代基性岩墙进行了系统的地球化学研究。结果表明:基性岩墙的岩性主要为辉绿岩和少量辉长岩,岩相学及地球化学特征显示其主要属拉斑玄武岩系列,稀土元素特征还显示了拉斑玄武岩到高铝玄武岩的过渡;在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,Nb、Ta、Ti负异常显示了岛弧拉斑玄武岩的特征,但在MgO-FeO^*-Al₂O₃、Ti/100-Zr-3Y、TiO₂-FeO^T/MgO、Zr/Y-Zr、Ti-Zr、Zr/4-2Nb-Y和Th/Yb-Ta/Yb等图解上,基性岩墙样品大都落在洋岛、洋中脊和板内玄武岩区域,表明基性岩墙形成于伸展构造背景,主要为板内裂谷环境,且在岩浆上升侵位过程中不同程度混染了地壳物质;岩石的w(Th)/w(Ta)值及w(La)/w(Yb)值均较低,结合构造环境判别图解和岩石的拉斑玄武岩属性等,显示基性岩墙具有与地幔柱相关的岩石地球化学特征。这些特征显示,浙西毛坦地区的基性岩墙可能是Rodinia超大陆在新元古代因地幔柱活动导致软流圈上涌及部分熔融,使基性岩浆沿着由裂解作用形成的区域张裂构造侵入所形成的。     

Upper mantle anisotropy in the Ordos Block and its margins

Based on the polarization analysis of teleseismic data,SKS (SKKS) fast-wave directions and delay times between fast and slow shear waves were determined for each of the 111 seismic stations from both permanent and temporary broadband seismograph networks deployed in the Ordos Block and its margins.Both the Silver and Chan and stacking analysis methods were used.In this way,an image of upper mantle anisotropy in the Ordos Block and its margins was acquired.In the western and northern margins of the Ordos Blo...     

Rock-forming mechanism of Fenghuangshan rockbody in Tongling area

Based on the detailed geological investigation and record of galleries and drill holes, a new idea has been advanced that granodiorite is earlier than quartz monzodiorite porphyry. Both of them are products of two different magmatic intrusive activities. The analysis results of trace elements show that the Sr content is beyond any other crustal rock and the Th content is beyond that of Ta. The whole-rock analysis indicates that rockbody is rich in CaO and poor in K2O. In the composition of Pb istope of rockbody, the ratio of 207 Pb to 204Pb is less than 15. 60. All these show that the magma mainly comes from the upper mantle. Ti,Zr,Cr,Nb trace elements and the relation between the Gardini index(τ) and the Rittmann index(σ) indicate that the rockbodies are formed in the orogenic belt and island arc tectonic setting. The summation (2REE) and the characteristic value(m( La)/m( Yb)) of the rare earth elements show that the original rock is alkalic basalt. The analysis of the characteristic values of REE a     

拓扑空间中函数上（下）极限的一些性质

结合拓扑空间的特性讨论函数上（下）极限,得到了一些与实直线上几乎一致的结果。首先给出了拓扑空间中函数上（下）极限的定义。然后证明了满足第一可数性公理的拓扑空间中函数上（下）极限是子极限集的最大（小）元。针对在某点存在单调递减的可数邻域基的函数,得到了上（下）极限的等价条件和几个性质。     

上下解方法在P-Laplace边值问题上的应用

研究一类带脉冲边值条件的P-Laplace边值问题解的存在性,主要是将所研究的边值问题转换成等价的积分方程,通过定义上下解构造凸闭集,通过积分方程定义算子,利用算子在凸闭集中的性质证明此算子是单调全连续算子,最后利用Schauder不动点定理得到算子的不动点,从而获得边值问题解的存在性。     

一种引入信息素上下界自适应机制的蚁群算法

使用传统蚁群算法求解最优路径问题时,存在搜索速度慢且易于陷入局部最优解等缺陷．针对这个问题,提出一种改进的蚁群算法：在每次迭代结束后,根据本次迭代产生的最优解与当前最优解的比较结果,动态调整路径上信息素的上下界,使路径上信息素永远保持在一个被允许的范围内,从而避免使算法过早陷入局部最优解．仿真实验证明：改进的蚁群算法较传统的蚁群算法的搜索性能有较大的提高．     

华北聚煤区南部地壳结构与构造层次

华北聚煤区南部的地壳结构具有平面上分块、垂向上分层的基本特征。笔者在系统收集和处理分析各种地质地球物理资料的基础上,提出了研究区的多层地壳模型。多层次、多级别滑脱拆离层位的存在,以及各构造层次之间的制约和逐级控制关系,是研究区地壳结构的重要特点。