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腾冲火山壳幔过渡带分析及岩浆上涌通道初探
2025年
壳幔过渡带是地壳与地幔物质和能量的交换场所,其结构特征与该区的深部过程和构造演化密切相关。提取腾冲火山区31个地震台站下方的接收函数H-κ叠加获得的地壳厚度随频率变化特征和接收函数的Ps/P、PpPs/P振幅比,发现盈江断裂北部的黑空山-燃灯寺和南侧沙坝台区域具有比周边区域更低的振幅比,约有2 km地壳厚度差异。将该观测结果与前人获得的这两个区域相对薄的地壳厚度与高的V_(P)/V_(S)比值相结合,表明黑空山-燃灯寺和沙坝台区域具有厚的壳幔过渡带,推测其是地幔物质涌入地壳的通道。结合前人获得的该区上、中、下地壳都存在大片低速体的特征,推测来自地幔的岩浆很可能沿着腾冲火山区黑空山-燃灯寺和沙坝台这两个区域上涌到地壳,并依次在下、中和上地壳富集和横向展布,最终沿多个通道喷出地表。
范心甜危自根谢军程智伟凌媛李雪垒刘益炜
关键词:腾冲火山接收函数振幅比地壳厚度壳幔过渡带
基于密集台阵的滇西北地区壳幔结构研究及孕震环境探讨
2024年
利用滇西北地区(25.0°~26.9°N,99.20°~100.74°E)85个地震台站记录的三分量远震波形资料提取P波接收函数,并选用H-k扫描法获取研究区莫霍面深度和泊松比,再根据接收函数共转换点(CCP)叠加方法绘制NW向和NE向共6条垂直剖面。结果表明,研究区地壳厚度在38.5~52.4 km之间变化,呈纵向差异分布;泊松比范围为0.24~0.34,多呈四象限分布特征;2013年以来云龙、洱源、漾濞等几次5级以上地震均发生在泊松比高梯度带上。从CCP剖面来看,研究区NW向莫霍面起伏相对较大,由北向南莫霍面呈变浅趋势,上隆幅度约为5~10 km;NE向莫霍面起伏相对平稳,平均深度在42 km左右;地壳内分层情况较为复杂,几乎没有较为连续的界面。漾濞地震下方中上地壳存在较宽的负幅值带,推测可能存在低速区并为地震的发生提供了孕震环境。D410间断面平均深度约为420 km,D660间断面平均深度接近660 km,地幔转换带的厚度在210~260 km之间。
茶文剑金明培王伟君黑贺堂
关键词:接收函数泊松比壳幔结构孕震环境
雄安新区壳幔结构揭示的大陆岩石圈改造模式
2024年
利用宁杰远科研小组2022年10月到2023年7月期间布设的台间距约为16km的甚宽频带密集地震观测资料,基于蒋一然新发展的基于人工智能的远震瑞利面波频散曲线提取技术,获得大量高质量远震瑞利面波频散曲线,在此基础上进行考虑了有限频效应的相速度成像以及基于马尔可夫链蒙特卡罗非线性技术的S波速度结构反演,得到雄安新区的壳幔S波速度结构。基于S波速度结构得到以下认识:1)太行山地壳下方直接与软流圈物质相接触;2)太行山东南部华北平原地壳下方存在厚度不大的岩石圈地幔;2)太行山与其东部区域的地壳之间具有存在和不存在巨厚镁铁质下地壳的区别;太行山山前断裂一带是中生代晚期以来导致古老岩石圈拆沉的地幔热物质上升的核心区域;该地区岩石圈新生代以来经历的是拉伸兼冷却的地球动力学过程。最后,提出雄安新区高热流值的动力学模式。
张合蒋一然王虹宇温景充宁杰远
关键词:大陆岩石圈壳幔结构克拉通破坏
天山造山带壳幔速度结构及深部构造过程综述
2024年
天山作为陆内造山带的典型地区,其深部构造一直是国内外地学界关注的热点问题.天山造山带下方速度异常结构的分布特征,是天山造山带深部构造过程响应的深刻体现,对深入理解其活化机制具有重要的指示作用.本文系统总结了天山不同区段的壳幔速度异常结构研究结果,讨论了天山造山带下方不同速度异常结构的形成机制以及天山隆升变形的动力学演化过程.天山造山带不同区段的层析成像结果以及接收函数图像等多种地震学探测与GPS观测研究成果显示,区域速度异常结构分布特征与天山造山带及周边地区的地质构造特点、动力学演化过程具有相关性:天山造山带下方高速异常结构的倾斜方向、形态、位置,凸显了天山地区独特的陆内俯冲机制;不同区域的低速异常结构表明,存在软流圈热物质上涌形成的小地幔柱或小尺度地幔对流,以及岩浆底侵作用导致壳内物质发生部分熔融.相关研究结果对进一步理解天山陆内俯冲、地壳缩短变形、岩石圈拆沉和软流圈热物质上涌等动力学过程具有重要意义,并对深入研究天山地区地震活动性分布规律提供有利的参考依据.
崔冉崔清辉周元泽
关键词:陆内俯冲部分熔融
Differences in both the structure and interaction of the crust and mantle on the eastern and western sides of the Ordos Block
2024年
The Ordos Block,the western part of the North China Craton(NCC),has preserved most of its cratonic lithospheric roots during the destruction and modification of the NCC,and nowconnects two distinctly different tectonic units,i.e.,the Tibetan Plateau(TP)to the west and the North China Plain to the east.It is important to studythe detailed crust-mantle structure of the Ordos Block and surroundings to understand the interactions between the Ordos and adjacent regions and the dynamics of the NCC evolution.In this study,the S-wave velocity structure at depths of 0–100 km along an E-W profile at around 36.5°N from the Qilian orogen(QLO)to the Trans-North China Orogen(TNCO)within the NCC was investigated by joint inversion of the receiver functions(RFs)and surface wave dispersion data from 104 broadband seismic stations deployed in the region under the ChinArray project(PhaseⅡand PhaseⅢ).The image of discontinuity structures along the profile was further constructed by common conversion point stacking of RFs.The main results are as follows:(1)The depth of the Moho in the study region gradually decreases from west to east,being the deepest in the QLO,the second in the Ordos Block,and the shallowest in the TNCO.Local depression and uplift of the Moho are also identified beneath the Haiyuan fault zone and the Shanxi-Shaanxi rift system(SSR),respectively.(2)The crust-mantle structure displays obvious lateral heterogeneities among tectonic regions.A pronounced low-velocity anomaly is observed at depths of 20–40 km beneath the QLO and becomes weakened and thinned to the east,indicating that thickening of the mid-to-lower crust probably occurred in the QLO during the growth and lateral extrusion of the northeastern TP under the resistance of the NCC.The lithosphere-asthenosphere boundary beneath the TNCO is imaged at~90 km depth,which is significantly shallower than that beneath the Ordos Block.This observation suggests that the lithosphere of the TNCO may have experienced a notable thinning,possibly by thermal erosio
Yong CHENYifang CHENJiuhui CHENBiao GUOYu LIPanpan ZHAO
东亚典型构造结的壳幔结构
2024年
笔者等在研究亚洲位于青藏高原的东、西构造结,和位于中国台湾和日本伊豆地区的构造结以后,发现这4个典型的构造结的地壳上地幔有共同结构:地壳和岩石圈地幔含有上涌的低速异常,而中—下软流圈有集中凸起的高速异常。对这种壳幔结构特征形成的动力学作用机制,提出了以下解释:两组洋—陆或者陆—陆俯冲带运动交叉处相互挤压和撞击,造成比较薄弱的块体的一端破碎。破碎的高的密度大洋岩石圈块体向软流圈下沉,同时使软流圈上层的热流体上涌,最后形成了构造结,同时产生了地震波速上低下高的壳幔结构特征。
杨文采刘晓宇石战结瞿辰
鄂尔多斯东西缘壳幔结构差异及相互作用关系
2024年
鄂尔多斯块体位于华北克拉通西部,在华北克拉通的破坏和改造过程中保留了大部分的克拉通岩石圈根,且块体两侧连接了构造格局截然不同的青藏高原和华北平原,所以研究鄂尔多斯块体及其周缘详细的壳幔结构对于理解华北克拉通演化的动力学过程具有重要意义.为研究鄂尔多斯与两侧块体间的相互作用关系,本文利用喜马拉雅计划Ⅱ期和Ⅲ期中104个分布在祁连造山带和华北克拉通沿36.5°N附近的宽频带台站数据,采用接收函数和面波联合反演获得了台站下方0~100km深度范围内的S波速度结构,利用接收函数共转换点叠加(CCP)方法得到了研究区域内的地壳间断面结构.研究结果显示:(1)研究区的Moho面深度自西向东呈逐渐变浅,祁连造山带Moho面深度最大,鄂尔多斯块体次之,华北中部造山带最浅;海原断裂带附近和山西裂谷下方的Moho面分别存在局部下凹和上拱.(2)块体之间的壳幔结构具有明显的横向非均匀性,祁连造山带下方20~40km深度范围内存在显著的低速异常分布,低速层速度值自西向东增大且厚度逐渐变薄,揭示了华北克拉通在阻挡青藏高原东北缘的生长和侧向挤出过程中,祁连造山带中下地壳增厚;华北中部造山带的岩石圈软流圈边界深约90km,明显浅于鄂尔多斯块体,反映了中生代西太平洋板块弧后扩张造成的地幔上升流对华北中部造山带的岩石圈进行热侵蚀和改造,导致其岩石圈减薄.(3)在山西裂谷及两侧邻区下方不同程度上拱的Moho面和减薄的岩石圈的位置相对应,可能暗示了山西裂谷的发育与华北中部造山带岩石圈的减薄存在紧密的联系.
陈勇陈一方陈九辉郭飚李昱赵盼盼
关键词:鄂尔多斯块体祁连造山带地幔上涌
东天山地区中天山地块早二叠世后碰撞伸展与壳幔岩浆作用:来自二长闪长玢岩的制约
2024年
研究区的二长闪长玢岩出露于中天山地块南缘,是东天山地区二叠纪岩浆活动的典型代表.锆石LA-ICP-MS年代学研究获得其成岩年龄为281.3±1.5 Ma.岩体Na2O+K2O含量和A/CNK分别介于5.88%~6.62%和0.79~0.80之间,显示出高钾钙碱性和准铝质特征.二长闪长玢岩具有高的Fe2O3/FeO比值(0.66~0.73),基质中出现榍石—磁铁矿—石英组合,暗示它们形成于高氧逸度环境下.岩石样品富集大离子亲石元素Rb、K和Ba,而亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和重稀土元素.此外,样品的εNd(t)和ISr值分别集中于—2.72~—3.07和0.706 46~0.706 54之间,锆石的εHf(t)值变化于—3.7~—0.8,Nb/U比值变化于10.3~10.9,表明它们来源于交代的石榴石—尖晶石二辉橄榄岩并混合有少量壳源组分.综合考虑中天山地块岩石成因及其他地质资料,我们认为东天山地区的中天山地块在早二叠世处于俯冲板片断裂的后碰撞伸展体系.
张维峰邓新张利国王晶谢国刚金鑫镖
关键词:二叠纪中天山
暗色微粒包体是壳幔岩浆混合作用的证据吗?被引量:6
2023年
暗色微粒包体常见于钙碱性花岗岩中,已普遍被认为是幔源基性岩浆与壳源酸性岩浆在地壳深部发生混合作用的产物。本文通过大量资料的分析研究,发现暗色微粒包体可以具有很大负值的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值,及大于0.710的全岩[n(87Sr)/n(86Sr)]i值,不存在幔源岩浆混合的痕迹;而且,大多数暗色微粒包体与寄主花岗岩在晶体化学、形成年龄、全岩和锆石同位素成分等方面显示出完全相似的特征,反映出两者在时空与物质上都具有紧密的成因联系。笔者认为,暗色微粒包体不应该是壳幔岩浆混合作用的产物。基于包体岩浆极小的体量和稍晚的侵位(相对于寄主花岗岩),笔者提出一种新的暗色微粒包体的形成方式:同造山花岗岩浆的主动上侵造成岩浆房内的“负压力”而导致岩浆房下部呈晶粥状态的闪长质层发生等温减压熔融作用,从而形成体量极小的包体岩浆;并即时“注入”地壳上部尚未固结的寄主花岗岩中,快速冷凝形成暗色微粒包体。因此,暗色微粒包体不能被视作为“壳幔岩浆混合作用”的证据。
汪相
关键词:暗色微粒包体岩浆混合作用壳幔作用花岗岩岩浆房
壳幔三维速度参考模型构建方法研究——以华南陆块中部为例
2023年
壳幔速度结构是研究深部构造与动力学机制的重要依据,地震层析成像是获取壳幔速度结构的主要手段,而高质量、精细的速度参考模型可为地震层析成像提供有效的初始模型和参考约束。但现有的壳幔速度参考模型构建方法还存在一些不足之处,特别是在表层模型缺乏精细构建和壳幔模型采用垂向全局修正而造成部分失真等方面。为解决这些问题,本文提出改进的壳幔三维速度参考模型构建方法。首先,对莫霍面和沉积基底面模型进行优选与构建;然后,利用界面模型分别对地壳和上地幔模型进行垂向约束与调整,包括局部“压缩和拉伸”式的线性修正与加权融合,从而构建壳幔介质模型;接着,结合地质资料等先验信息对表层模型进行构建;最后,将各个部分模型进行组合,完成壳幔三维速度参考模型的构建。在收集华南陆块中部前人壳幔结构模型和地质资料的基础上,应用本方法构建了该区域壳幔三维S波速度参考模型,并与前人模型做了对比分析,本文模型较前人模型具有更高的分辨率,对区域莫霍面的刻画也更准确,由此验证了本文方法的有效性,同时也为华南陆块提供了可靠的三维速度参考模型。
陈中伟郭良辉陈元恪唐晗晗
关键词:华南陆块壳幔参考模型