地球上地幔的过渡区

<正> 习惯上,地球的地幔可分为三大部分:浅地幔(Shallow mantle)、过渡区(transition region)和下地幔。高地震波速梯度从400km深处的过渡区顶部延伸到约800km深处。下地幔的相对均匀部分约从800km深处开始,向下延伸到几百公里厚的核-幔边界内。地幔矿物的主要变化发生在400km和650km深度附近。这些变化意味着均匀地幔中的平衡相界,还是意味着化学变化的问题,对地学中许多问题的解决具有重要意义。有大量证据说明,总体来说地球是一个分异的球体,因而在不同程度上     

大陆地幔岩石圈和地球地幔中浅水平富集过程

大陆地幔岩石圈可能是一个不相容元素的重要的储库,并且它仍然是一个研究地幔元素分馏过程的关键性天然实验室。为了构筑一个大陆地幔岩石圈模式,对地幔捕虏体、钾镁煌斑岩和金伯利岩以及所选择的大陆溢流玄武岩中的主要元素、微量元素和同位素资料进行了综合研究。业已证明,这种地幔岩石圈的组成、密度、厚度和产生玄武岩的能力是随年龄而变化的。太古宙地幔岩石圈以具有相对低的FeO丰度(这归因于科马提岩的提取作用)为特征,因而该岩石圈的密度必定比周围的软流圈要低。与此相反,太古宙后的地幔岩石圈,其组成可能与最近采集的样品(如碱性玄武岩中的尖晶石橄榄岩包体)相类似。因此,太古宙后的地幔石圈为大陆溢流玄武岩的产生贡献了足够丰富的物质,并且为更容易分层和加入到大洋玄武岩的软流圈源区提供了足够高的密度。综合现有的有关地幔捕虏体和大陆溢流玄武岩的资料表明,大陆地幔岩石圈在壳/幔系统中占的元素份额,含K小于10％’而含Sr和Nd为3.5％。 许多大陆镁铁质岩石具有以ε_(Nd)低、ε_(Sr)多变和~(206)Pb/~(204)Pb比值经常都低为特征的明显不同的同位素比值。特别是具稍高~(87)Sr/~(86)Sr和低~(206)Pb/~(204)Pb的组合越来越被认为是大陆地幔岩石圈的一个特征。钾镁煌斑岩、金伯利岩和黄长煌斑岩?     

亚洲的地幔对流构型及壳下应力场

一、绪言 岩石圈板块或外壳的理论已成功地解释同板块边界相伴的构造现象。然而,某些地震和地壳变形,却发生于板块内部,与板块的边界并无明显关系。从地球重力势的谐函数能很近似地计算地幔对流所引起的壳下应力。作者(1977)利用地球势能场的卫星探测和重力测量,证明板块内的构造是由地幔对流产生的。地幔对流所产生的壳下压性和     

地球动力学概述

一、地球动力学的定义 地球动力学就是研究地球在运动过程中的受力状态及其动力演化的科学。 地球所受的力既包括内力,也包括外力。地球动力学的任务是揭示各种地质作用过程中的力学机制。所谓动力演化即包括力的来源,地球演化过程中的各种能量转换。     

地球的钕存积与地幔的结构和演化

<正> 用一种模式可以圆满解释各种岩石的钕和锶同位素资料。在这种模式中,地幔含有不同大小的化学异体。异体中所含的不相容元素比周围地幔中的要更少地亏损,而且整个地幔由于对流运动而缓慢地相互混合。 钕同位素丰度的资料已用来勾画关于地幔的结构和演化的模式。按照某些研究,只有一部分地幔(三     

地球动力学与地球化学结构的演化

地球化学的基本任务就是要阐明地球及其各部分的化学组成与化学变化,而目前人们所能直接观察、采样和化学分析的,仅仅是占整个地球质量约0.3％的地壳部分,要得到整个地球的数据,只能间接地依赖于对地球内部的地球物理探测,室内高温、高压模拟实验和对陨石、月球、太阳系行星和太     

1980年地球动力学概况

<正> 今年是《地球动力学新十年》的第一年。随着对大陆及其边缘探索的加强,不仅美国地球动力学委员会,而且新的国际计划,即联合会间岩石圈计划的活动中心都转向地壳动力学。 十年计划的制订并不能予知1980年的主要地球动     

地球动力学与地震成因

地震是地球内部物质运动过程中突然释放能量的一种表现形式。从震源深度来看,有地壳地震和地幔地震两类。在地壳某局部地区由于各种来源的力的作用,形成应力集中,当岩石达到破裂条件时,就发生一种快速断裂过程,从而形成地壳地震。这类地震对人民     

碳酸盐在地幔中的稳定性

<正> 本文对结晶碳酸盐在上地幔和下地幔的压力条件下可能的稳定性进行了热力学分析。这个问题是直接根据以前研究的地核形成过程和地幔中的氧化-还原状况的结果而来的。当 Fe-Mg 硅酸盐和超石英     

1982年地球动力学概况

<正> 美国地球动力学委员会于3月在奥斯汀举行了一次专题讨论会,就岩石圈的一些学术争论问题进行了讨论。人们期望这样一次讨论会能为将来研究一些最有潜力的领域提供借鉴(正在撰写一份报告将发表在《科学》杂志上)。奥斯汀会议集中讨论了人们对全球大地构造的现有认识的性质:我们已经作过哪些假设?这些假设的正确程度如何?全球大地构造的主要问题是什么?面对不断出现的、不符合传统板块构造模式的大量资料应该怎么处理?按照新的资料应该对这个模式作哪些改进等。讨论岩石圈的障碍之一,就是它     

1981年地球动力学概况

<正> 七十年代期间,地球动力学的活动继续在检验和完善板块构造模式。这个模式在解释和预测有关大洋和大洋边缘的许多现象方面获得了明显的成功。而在大洋边缘所观察到的作用又提供了有关地球历史最近38亿年以来火山弧、山系,最后是陆壳的形成和演变的信息。然而,尽管板块构造学说获得了成功,但问题和矛盾仍然存在,其部分原因是其模式过于简化。国际岩石圈委员会关于重点研究岩石圈动力学及其演化的决定,就反映了对岩石圈及其下面的地幔物质的     

水岩作用的地球化学动力学

水岩作用是一种基本的地球化学作用。它的发生是以热液、地下水和岩石之间存在的化学或同位素的不平衡为前提的。因此,它是开放体系中的一种非平衡的地球化学过程。水岩作用研究的一个关键理论问题就是阐明整个过程的化学动力学效应。目前,在水岩作用的研究中所建立的地球化学动力学理论主要和水-硅酸盐体系有关,涉及化学和同位素这两个方面。前者重点解释水硅酸盐体系中由于化学不平衡所造成的溶解过程,其反应机理主要和表面作用有关;后者则处理主要由于同位素不平衡所引起的表面反应交换及扩散交换。在发生同位素交换的过程中,未必伴随有通常所讲的化学蚀变和交代。在讨论水岩作用时,水岩比是一个重要的特征参数。     

地球动力学与造山作用

绵延千里巍峨壮观的山脉,是地球的奇景,又是观察地球深部物质的窗户;它为人类提供了大量矿产资源,并暗示着地球发展的脚步。一百多年来,它吸引着大批地质学家和地球物理学家去认识它的奥秘,在不同的时代,基于不同的地球观,提出了各式各样的造山假说,都曾对地球动力学增添过光     

达沃超镁铁岩的地球化学及太古代地幔

以岩浆、地幔和地壳之间相互关系的现代概念来解释地球化学资料,提供了对早前寒武纪大地构造模型和地盾起源的研究基础。由于地壳岩石的强烈分异作用,研究的重点不能放在地球以外的有关天体总成分的     

地幔物质的性质、状态与演化及相变动力学研究进展

近年来，借助于高温高压实验技术，地球科学家们发现构成地慢的许多矿物随着压力的增加会发生矿物结构的改变，由此可以推断出深地幔矿物存在形式。这些相变与地幔主不连续面的形成有关，因而对相变的热力学及其相变动力学的研究可以为地幔对流及其热演化提供约束条件。已经可以在模拟地幔温压条件下进行一些地幔物质的弹性、电学性质、热学性质的测量，进一步推导出其状态方程，这方面的信息对解释地球物理资料、研究地幔对流及其演化很重要。岛弧岩浆作用、热点岩浆作用、地壳的形成都与地幔的演化有关．俯冲作用可能是过渡带及670km深不连续面产生的原因。     

含矿构造的地球动力学类型

根据矿床和矿田的现有构造形态,形态成因和经验地质-构造的分类,拟定了金属矿床形成机制的地球动力学系统。该系统包括两个系列。第一系列为由古构造应力场所造成的断裂型,包括断块、岩浆侵入、重力分层、底辟、裂谷和爆破等类型。第二系列为剪切型机制所造成,包括剪切断裂、劈理、香肠状构造、旋转、逆冲和粘滞流动等类型。     

深源地震与水在地幔中的再循环

50多年来,对地球内部100～500km深处的地震的认识还一直是个谜。在此深度,预料岩石可能因塑性流动而不是脆性破裂或断层表面摩擦滑动而变形的。实验室实验以及对地震活动消亡带中的压力和温度所作的详细计算表明,深源地震可能是由于沉降到上地幔的岩石圈的水合部分的脱水作用和高压结构的不稳定性造成的。因此,地震学家可以绘制出从大洋返回到地球深部的水的再循环图。     

地球化学动力学反应器原理和速率方程测定

主要介绍了地球化学动力学实验研究中的三种反应器类型，即间歇反应器、活塞流反应器和混合流反应器，概述了它们的工作原理和速率方程测定方法，最后对比了三类反应器的性能，指出混合流反应器最适合于测定矿物－水反应速率。     

分配系数理论及其地球化学意义

<正> 支配微量组份在平衡共生相之间分配的基本规律早在上个世纪就已为人们所知。伯塞洛(Berthelot,1872)最早发现这个规律,内斯特(Nernst,1891)的研究进一步将其结果作了理论上的阐述,今天通常称之为内斯特分配定律或伯塞洛—内斯特分配定