壳幔物质与深部过程
以实验为履 向地球深部进军——记中国科学院广州地球化学研究所特任研究员王煜

封底人物Backcover Characters以实验为履 向地球深部进军——记中国科学院广州地球化学研究所特任研究员王煜 李 刚地球,是人类及万物赖以生存的家园。
揭示地球深部奥秘,是解决人类能源、资源和生存空间等问题的必由之路。
然而,由于地球深部充斥着坚硬的岩石,处于高温高压极端环境,深地探测技术不成熟,致使人类对地球深部仍知之甚少。
地球内部物质是怎么分布和运动的?能量是怎么转移的?对人类生存的表生环境将产生怎样的影响?……一系列基础问题仍悬而未决,从根本上制约着人类对地球深部的探索和应用。
因此,2010年,联合国“国际行星地球年”将地球深部作为地球科学的最后前沿。
为了读懂地球深部的奥秘,近10年来,中国科学院广州地球化学研究所特任研究员王煜始终致力于实验岩石学及地球化学的研究,以实验为履,向地球深部这一前沿课题发起了冲锋。
他在利用高温高压实验,研究再循环地壳熔融过程、壳幔相互作用及钾质-超钾质岩成因等方面取得了突出的创新性成果,为了解地球深部物质循环、元素分配行为、岩石成因及不同岩石系统下熔融过程提供了重要的实验依据,多项研究成果发表在国际一流学术期刊上,受到了国内外同行的高度关注。
一次偶然——“到了实验岩石学的摇篮”2011年,克拉通形成与破坏国际学术研讨会在北京召开。
带着对我国华北克拉通研究的浓厚兴趣,26岁的中国地质大学研究生王煜,也有幸参加了这一吸引了诸多全球顶尖地球科学家的盛会。
其中一位,就是世界著名的高温高压实验学家、德国美因茨大学Stephen Foley教授。
在闲聊时,F o l e y教授向王煜介绍了高温高压实验岩石学的发展情况,他与王煜越聊越投机,主动邀请王煜去德国美因茨大学攻读博士学位,开展高温高压实验的相关研究。
“我一直对高温高压实验岩石学很感兴趣,因为一切科学研究最终还是要根植到实验中去,地学也同样如此,而S t e v e又是这个领域做得最好的几个人之一,尤其是碱性岩方面。
壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法

壳幔作用的途经和判定这一作用的地球化学方法摘要壳幔相互作用是当代地球科学,特别是深部地质和大陆动力学研究的重要课题。
本文介绍了壳幔相互作用的途经:底侵作用和拆离作用;以及判定这一作用的地球化学方法和证据。
关键词壳幔作用底侵作用拆离作用地球化学地球是已知太阳系中唯一一个具有演化的(安山质或英云闪长质) 大陆地壳的行星, 而其它行星, 如月球的月壳由基本未经演化的玄武岩组成。
大陆地壳这种独具特色的组成是如何形成的? 现有研究已证实, 原始地壳是由地幔通过部分熔融产生的岩浆上侵和喷发而成。
因此,为了回答上述地球科学的基本理论问题, 人们必须了解以下壳—幔双向物质交换机制和质量迁移量〔1〕: ①地幔是如何通过部分熔融作用形成地壳的?②地壳物质又是如何通过再循环( recycling)过程返回地幔的?③地壳形成和演化机制在地质历史上是否发生过明显变化?由于软流圈是地幔岩浆的主要策源地, 因此,软流圈地幔和岩石圈地幔以及地壳三者之间的物质交换过程对于认识大陆动力学至关重要。
众所周知, 板块构造在解决大陆地质问题时遇到了许多困难。
例如,大陆地壳为何可保存长达数十亿年而不被消减掉? 大陆内部为何有岩浆作用?为何古老造山带通常是没有山根的? 含柯石英和金刚石的超高压变质带为何会大面积折返暴露地表? 近年来,底侵作用(underplating)和拆沉作用(delamination)受到地质、地球物理和地球化学家们共同重视的另一壳—幔交换过程,被用来解释软流圈、岩石圈地幔和地壳三者之间的物质交换以及随之而造成的山脉隆升、盆地形成过程和陆内大规模岩浆作用等现象。
1 壳幔作用的途经1.1 底侵作用(underplating)底侵作用是指来自深部的岩浆向上侵位、添加和囤积的过程, 它实际上包括两种情况:(1)来自上地幔部分熔融产生的基性岩浆侵入或添加到下地壳底部;(2) 下地壳(包括壳幔混合层) 岩石的部分熔融形成的岩浆向中上地壳的侵位和添加[2]。
地球内部物质组成及其动力学

地球内部物质组成及其动力学地球是我们所生活的星球,从表层看,它是一个蓝色的星球。
而对于地球的内部,我们所知甚少。
地球内部的物质组成及其动力学一直是一个备受科学家研究的话题。
在本文中,我们将探讨地球内部的物质组成及其动力学历程,带领读者一起深入了解地球的内部世界。
一、地球内部物质组成地球的内部分为三个层状结构:地核、地幔和地壳。
地壳包裹在地幔外侧,地幔又包裹在地核之外。
1. 地壳地壳是地球最外层的固体壳体,分为海洋地壳和大陆地壳,厚度普遍在7-70公里之间。
地壳的物质组成丰富多样,包括硅酸盐矿物、石膏、盐川石、炭黑、煤炭等。
海洋地壳主要由玄武岩构成,而大陆地壳则以花岗岩和基性岩为主。
2. 地幔地幔是地球内部的一层,包裹在地核和地壳之间,厚度约为2770公里。
地幔也是地球上体积最大的部分,其物质主要是含有铁、镁和硅的矿物质,比如橄榄岩、辉石岩等。
地幔的物质密度也比地壳高,因此地幔的厚度也比地壳要大得多。
3. 地核地核是地球内部最深处的一个部分,厚度约为3480公里。
地核主要由铁和镍构成,它们的密度比地壳和地幔高得多。
地核分为外核和内核两部分,外核温度很高,主要是通过对流而产生的随机涡流动作生成地磁场。
内核则相对凉爽一些,但温度依然异常高。
二、地球内部的动力学过程除了知道地球的内部物质组成,我们还要了解地球内部的运动过程以及它们对地球表面的影响。
地球内部通常被认为是一个诡异、活跃、变幻无常的环境。
1. 热对流地幔的一部分被加热并且为了释放掉这些热量,发生了对流。
这种对流是由于温度和密度的差异而产生的,热的部分会上升,冷的部分则下降。
这种对流的运动也是一个传热的过程,这种传热对于地球的温度保持非常重要。
2. 岩浆运动地幔中的岩浆也会通过对流运动而经常穿过地壳达到地表。
在地表,岩浆冷却后变成了岩石。
这种过程便构成了火山的形成过程。
不仅如此,岩浆也是地球表面的重要构成,而且还是各种金属矿物的重要来源。
3. 地震和板块构造最引人注目的地球内部动力学现象之一是地震。
再论壳幔相互作用的普遍性及其深部动力学意义-周新华

case
crustal recycling
on
a
near—steady
state
continental growth Earth.Philos.
T…R
3 Zhou X H ume of
Soc..London.1981.A301
et
443~47 2
a
a】_Granulile xenoliths vs.Terrains in
Archean
CraIonj㈣study
of lower
crust
beneath North China
Vol—
V.M.Goldschmldt
Conference.J.Cord
Ahst..1996.1:697
4樊棋诚等汉诺坝玄武岩中高温噼粒岩捕虏体.科学通报・1996,41:235~238 5张国辉等汉诺坝麻粒岩捕虏体话石u—Pb分析韧步结果及讨论地球学报,1997,1 8(增刊):6~8
6 7 8 9
Lar…R
Hofmanna
L
LatesL
pulse of Earth:evidencefoI amid tectonics.J Geol
Cretaceous superplume 100(1)}24~49
Creology,1991,1 9;547~550
Maruyama S.Plume
A
Soc.Japan・1994t the menage from
W.Mantle
geochemistry
oceanic volcanism
Nature,199 7,365:219~229 Nature,1996・382:77 3~
SteinM.Gotdstein SL
同位素填图与深部物质探测(Ⅰ):揭示岩石圈组成演变与地壳生长

sporting events练习题(含答案)sportingevents练习题(含答案) sportingevents练习题(含答案)U1 Sporting events单元测试I 单词拼写(每小题1分,共metre dash17 The main _______________ (体育馆) for high B twenty –metre highC twenty metre highD twenty metres high16 ----- Has John arrived yet? ----- No, she _______ an hour agoA was supposed to eB must have eC should eD ought to have e17 In those days, whenever I had difficulties, I _______Mr Shen for helpA used to go toB was used to go toC would go toD used to going to18 If the work _______ by the end of the month is delayed, the construction pany will be finedA being pletedB have been pletedC to be pletedD will be pleted19 What surprised me most was not what he said but _____ he said itA the wayB in the way thatC in the wayD the way which-- Mary has broken the secret, you know?---- No ________, she wouldn’t have kept silent at the meetingA As a resultB In that caseC First of allD In fact21 The weather report says it will ________ cold tomorrowA turn upB turn outC turn onD turn in。
蛇绿岩中金刚石和异常矿物的全球记录

2589
了 金 刚 石 和 多 种 超 高 压 矿 物 (Yangetal.,2007; Xuetal.,2009,2015;YangJingsuietal.,2011; Guoetal.,2015;Huang etal.,2015;Tian et al.,2015;Xu Xiangzhenetal.,2018;Xionget al.,2016,2018,2019),以 及 在 俄 罗 斯 乌 拉 尔、缅 甸密支那和吉灵 庙、土 耳 其、阿 尔 巴 尼 亚、日 本 等 国 外蛇绿岩 中 发 现 类 似 的 深 地 幔 矿 物 组 合 (Yanget al.,2015b;Lietal.,2017;Lianetal.,2017a; Wuetal.,2017;Xiongetal.,2017;Chenetal., 2018)。一些国外学 者 也 分 别 在 印 度 河 缝 合 带 和 墨 西哥等蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中发现了金刚石 (Howelletal.,2015;Griffinetal.,2016;Daset al.,2017;FarrédePabloetal.,2018)。 尤 其 蛇 绿岩铬铁矿中原位 金 刚 石 的 发 现,成 为 蛇 绿 岩 型 金 刚石研究的一个里 程 碑 (Yangetal.,2007,2014, 2015b),使得国内外 学 者 对 蛇 绿 岩 型 金 刚 石 的 认 识 发生了一个根本性 的 转 变,从 最 初 持 怀 疑 的 观 点 转 为多 数 人 的 肯 认 (Coleman,2014;Liou etal., 2014;Rollinsonetal.,2016)。除了蛇绿岩中的 金 刚 石 ,人 们 还 发 现 了 俯 冲 物 质 深 部 循 环 的 ,推 动 了 壳 幔物质循环研究 的 热 潮。 例 如,发 现 金 刚 石 的 包 裹 体中 含 有 多 种 Mn 矿 物 的 矿 物 (如 NiMnCo 合 金, Mn的 氧 化 物 和 Mn 的 硅 酸 盐 矿 物 ),还 有 一 些 含 K,Na,Cl 和 Si 的 流 体 等 包 裹 体 (Yangetal., 2014,2015;Lianetal.,2017;Wuetal.,2018; Moeetal.,2018),以 及 金 刚 石 具 有 壳 源 特 征 的 碳 氮同 位 素 组 成 和 Ba、Pb、Th、Eu 等 微 量 元 素 成 分 (Yangetal.,2014;Howelletal.,2015;Lianet al.,2017;Wuetal.,2018)。
青藏高原东北缘新生代构造演化与深部动力学过程

附件10“青藏高原东北缘新生代构造演化与深部动力学过程”重大项目指南青藏高原的侧向生长与深部过程,是了解大陆碰撞变形与演化机理的关键,也是研究陆内造山过程的“金钥匙”。
青藏高原东北缘是正在发育的青藏高原和正在破坏的华北克拉通之间的构造转换带。
该地区晚新生代以来构造变形十分强烈,遍布全区的第四纪褶皱、逆冲和走滑断裂,表明整个地区都正在遭受着地壳缩短和水平剪切,并且伴随着垂直隆升作用,构成了青藏高原最新的、正在形成的组成部分。
青藏高原东北缘是“南北地震带”与海原-六盘山-渭河地震带的交叉处,地震活动强烈,历史上有过多次8级以上强震,其地震灾害与地表变形和深部过程的关系,是国家近年围绕可持续发展战略而制定的重要科学目标,也是探索青藏高原岩石圈变形及向外围克拉通构造域转换过程与动力学的关键部位和绝佳实验场所。
众多青藏高原隆升扩展的动力学模型都可通过该地区岩石圈结构变形研究及动力学数值模拟来甄别验证。
在既有工作基础上,补充关键地区的地质观测和高分辨率地球物理探测资料数据,并利用高分辨率超大规模并行有限元数值模拟技术,对该区域既有和全新的概念性演化模型进行充分甄别、检验、进一步完善和提升,从而获得四维地球动力学时空演- 1 -化模型,推进青藏高原隆升过程及其对周缘演化和陆内造山机制的认识,提升我国地球动力学界在国际学术界的影响力,并为我国防震减灾工作奠定新的理论基础。
一、科学目标通过青藏高原东北缘构造演化的时空过程恢复、结合高分辨率地球物理探测、开展多时空尺度的三维有限元建模与数值模拟,厘清深部结构与岩石圈变形行为、浅部构造演化与深部时空演化形变之间的关系,阐明青藏高原侧向生长及陆内造山的地球动力学过程和机理,探索青藏高原东北缘地区构造演化和地震孕育环境之间的内在联系,实现地表构造变形、断层地震活动与深部三维构造活动相联系的定量化模型计算,探索统一的大陆地球动力学解释。
二、研究内容(一)东北缘构造变形几何结构、运动图像完善与演化过程恢复。
高级岩浆岩石学复习题-答案

一、岩浆岩的成因1.岩浆岩成因包括哪两个基本过程?什么是原生岩浆和演(进)化岩浆?什么是部分熔融?固体地幔与地壳发生部分熔融产生原生岩浆的基本缘由是什么?岩浆岩成因包括岩浆的起源与演化。
岩浆的起源:在合适的温压条件下地壳或上地幔发生部分熔融,产生原生岩浆的作用过程。
岩浆的演化:就是原生岩浆通过各种作用派生为多种多样进化岩浆及岩浆岩的过程。
其中主要发生了分异作用,岩浆混合作用和同化混染作用。
原生岩浆:是由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的成分未发生变异的岩浆进化岩浆:经分异作用产生的派生岩浆又可成为进化岩浆导致固体地幔/地壳发生部分熔融的基本缘由(1)地温异样:由于软流圈上隆、地幔柱上升、或板块俯冲引起地温异样,超过源岩的固相线温度(即起始熔融温度)。
(2)挥发份的加入:由于挥发份的加入使源岩的固相线温度降低。
三种体系。
(3)压力变更:由于地幔对流、拆沉、去根作用或大断裂诱发的减压熔融;在某些状况下,增压也可以引起部分熔融,增压熔融。
2.限制原生岩浆类型与成分的主要因素有哪些?(1)源岩及源区的性质和组成;(2)起源温度与熔融程度;(3)起源压力与深度;(4)挥发份的类型及含量3.岩浆的三大源区指的是什么?这些不同源区分别能产生哪些岩浆?(1)地幔岩浆:各类玄武岩浆(碱性玄武岩浆、拉斑玄武岩浆),金伯利岩浆、碳酸岩浆。
(2)陆壳岩浆:花岗岩类岩浆(3)俯冲洋壳:埃达克岩浆、钙碱性或岛弧拉斑质岩石组合(玄武岩——玄武安山岩——安山岩——英安岩——流纹岩)4.说明相图中以下名词:固相线温度与固相线矿物,液相线温度与液相线矿物,熔融区间固相线温度:物体起先由固态变为液态的最低温度固相线矿物:是指与固相线的岩浆平衡共生的矿物液相线温度:物体部分熔融到最终一个矿物结束熔融时的温度液相线矿物:是指与液相线的岩浆平衡共生的矿物(从理论上讲,矿物的数量为无穷小)熔融区间:物体它的熔化温度是在一个范围进行的,即由起先熔化温度和熔化终了温度组成,这个区间叫做熔融区间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
壳幔物质与深部过程的研究崔海峰壳幔物质与深部过程是大陆动力学研究的关键科学问题之一。
壳幔物质的组成与性质、化学与物理学控制深部过程及其动力学。
壳幔内物质的密度差异驱动物质对流,温度差异驱动热对流,两者常常相互伴生。
密度的大小既依赖于温度,又与物质组成、挥发份含量密切相关。
对流或流动尚需一定的粘度条件。
因此,壳幔物质在化学和物理学上的不均一性是对流的驱动力,又是壳幔内多种作用过程留下的记录。
化学与物理学的某些参数之间还有复杂的相互依赖关系。
地球化学研究主要揭示化学不均一性;岩石学手段除了主要揭示化学不均一性,还可反演某些物理学不均一性;地球物理方法则主要揭示物理学的不均一性;流体的种类与含量既影响化学不均一性,又对物理学不均一性产生重要制约。
下面从岩石学、地球化学和地球物理以及对流体的研究几个方面来介绍有关壳幔物质相互作用与岩石圈演化方面的研究热点(大陆岩石圈地幔结构组成特征与演化、地幔不均一性及其成因机制、地幔柱理论及应用、深部地质流体、动态条件下熔融和物性实验、Re-Os体系在地幔研究中应用等)的现状与进展。
1. 深部过程的研究途径与方法1.1 研究深部过程的新技术研究深部作用过程的新技术包括以下几个方面:(1)岩石学、地球化学与地球物理学的结合:①火山喷发可比喻为深达壳幔的巨型超深钻:上地幔与下地壳深源捕虏体或捕虏晶为天然样品;火成岩记录了源区物质的组成与温压等物理学信息,壳幔混合型岩浆的侵入或喷发记录了壳幔相互作用的各种信息。
②前寒武纪变质岩系常常是抬升地表的深部陆壳剖面,变质岩PTt轨迹记录了岩石圈形成与构造隆升的历史信息。
③痕量元素与同位素地球化学示踪深部物质与深部过程。
④各种地球物理场获得深部结构与物理过程:地学大断面与多种地球物理成果的再开发,热结构与壳幔地震层析成像。
⑤岩石学、地球化学与地球物理学的结合关键与纽带是深部岩石高温高压相平衡实验、岩石物理性质实验与热力学研究。
(2)岩石圈运动的主要要素的反演:岩石圈运动是深部过程的响应,主要包括岩浆作用、沉积与盆地形成、造山作用、构造变形、区域隆升、地震活动和成矿作用等。
(3)实验、理论与计算机数值模拟:①深部过程与动力学;②驱动力系统与岩石圈运动各要素之间的耦合关系。
1.2 岩石学途径的主要理论与实验依据(1)岩石物理化学与热力学理论,以及岩石高温高压实验提供地球物质相平衡、相转变与岩石物理性质的深度温度网格,以及岩浆源区物质的组成和性质。
(2)在上述深度温度网格中,矿物组成的变化确定地质温压计,它是岩石学途径推导壳幔热结构的主要基础。
(3)熔融反应研究提供理解火山作用与地球化学分异的基础,为软流圈的埋深与性质提供重要约束。
(4)低于固相线(subsolidus)的相平衡、相转变与物理性质提供理解壳幔岩石学结构(Petrological structure)的基础,它与地震学方法确定的壳-幔结构有好的可对比性。
(5)基于流体力学的原理发展起来的岩浆与流体动力学实验为理解深部过程提供了重要基础。
(6)深部过程诱发的壳幔物质在组成和性质上的转变,必然会导致壳幔物质在化学上的不平衡与物理学上的不稳定性,为理解岩石圈运动提供“钥匙”。
1.3 地球化学方面(1)同位素的研究一个简单的事实(部分熔融作用形成的岩浆将具有源区的同位素成份特点)引起了同位素地球化学两个方面的重要发展。
首先,特定的源区以其特征的同位素组成而能够被识别;其次,同位素组成各异的的源区间的混合作用亦能够被识别。
因此,同位素地质学的主要问题之一就是识别地壳和地幔中的不同源区,尽可能地突出其特征。
①放射性成因同位素可以用来识别一个特定岩浆岩套中的不同源区组分的贡献,同时可以限定岩浆岩源区演化的模型。
现代同位素地质学的主要成就之一就是建立了地壳和地幔储库相互作用以及它们如何获得其目前组分的岩石学模型,并把储库组成与控制板块构造过程联系起来。
例如,基于Pb同位素的模型,主要展示地壳储库的特征,对人们认识大陆地壳的演化起着重要作用。
这种模型化过程称为铅大地构造学(Plumbotectonics)(或者为地幔柱大地构造学)。
另外,同位素失踪剂之间的相关关系必然导致人们寻找解释这些现象的原因,从而产生了一系列关于地球化学的大地构造模型。
这些模型受到同位素资料及我们目前对大地构造过程的理解两个方面的制约。
②稳定同位素是研究轻的元素如H,C,O,N和S的一个强有力的手段。
这些元素通常是组成具有重要地质意义的流体的主要组分,因此可用于直接研究流体以及水-岩相互反映效应的一个重要途径。
另外,稳定同位素可以用来作为确定元素物质来源的示踪剂,也可以用作古温度计和研究地质过程中扩散和反应机制的手段。
稳定同位素研究的主要目的就是要把它作为研究地质过程的一个手段,以同位素的质量而非它们的化学成分为依据,讨论这些过程引起同位素之间的相互分馏。
这种作用称为同位素分馏。
(2)微量元素的反演技术微量元素在现代岩石学中的最重要的用途之一,就是进行地球化学过程的模拟。
微量元素的反演技术是利用一套同源火成岩石的元素浓度变化,来确定其源区的成份和矿物学特征、引起元素浓度变化的物理过程(如,分离结晶作用、部分熔融作用或者其它作用过程)及其进行的程度(如,分离结晶程度、部分熔融程度或者其它作用程度)等未知因素。
所以,反演方法强调由微量元素数据限定模型,提供解决地球化学问题的最大可能性的答案。
1.4 地球物理方面(1)地球深部物质电学性质实验研究全球性地球物理测量能提供地球深部从地幔到地核的物理参数,但对这些参数的解释最终还得依赖于对地球深部各圈层物质组成及其矿物学、地球物理、地球化学性质的了解。
然而,目前受取样深度的限制,对地球深部的大部分物质不可能进行直接研究,但浅部的信息又没有足够的理由向地球深部外推,因而开展高压超高压条件下的模拟实验研究以了解地球深部的物质成分、性质和状态显得非常重要。
高温高压下测定地球内部物质(岩石、矿物、流体等)的电学性质是其中最重要的内容之一。
高温高压下对地球内部物质电导率的实验室测定可以获得独立于地震观测的地球内部物质的许多传导信息,可与地震观测资料相互补充和限制。
此外,电导率测量还能提供地球内部相态变化、流体和熔体的形成与分布以及氧化状态等信息。
地球内部存在许多高导层(HCL),根据地球内部物质电导率测定结果及有关地球化学和地球物理观测资料解释高导层微观物理和化学性质、及产生的机理也是探讨地球内部结构和组成的重要内容之一。
(2)层析地震技术(CT)层析地震技术是借鉴医学上的CT技术,但用于地球则出现射线路径非直线性问题。
尽管许多理论问题尚待解决,但它仍是80年代地球科学引人注目的重要进展之一。
美国首次公布了全球三维速度结构、全球密度的三维分布、热流和大地水准面变化以及地幔对流模式等新信息。
最引人注目的是用CT技术对核幔边界起伏情况的了解,若放大比例尺,其起伏之峰,不亚于地表的起伏,其地震波垂直走时,低频峰值高达1s左右。
地震CT技术加深了人们对岩石圈厚度有明显变化、软流圈不具普遍性、大洋中脊下部在200~300Km以下并不一定存在上涌的热物质等岩石圈动力学问题的认识。
地震CT最新研究成果表明,位于2890Km深度的核幔边界地形有±5Km的起伏,在该界面上部的D"层,其厚度为280~300Km,存在明显的横向不均匀性,这些都已成为当今地球科学新的研究热点,有待于用地震CT技术作进一步的探索。
(3)大地电磁技术(MT)大地电磁技术是以天然电磁波作场源探测地球内部视电阻率分布的一种方法。
它的探测深度大,对高导层分辨率高,不受高阻层屏蔽的干扰,设备比地震仪器轻便,费用较低。
现多与地震法的结果综合使用,互相约制,以提高解释的水平,但在MT的解释中还存在不少问题有待解决。
(4)全球地震台网(GSN)由美国及多国参与共同投资,在全球共设置了上百台高精度、宽频带地震遥测仪,实行了标准地震台站系统和交换地震数据的统一格式。
地震遥感仪采用甚宽频带(VBB)三维分量传感器,具有反馈系统,以保障动态范围和线性。
这种台网的建成,可对全球地幔内的非均质进行三维填图,从而可判断岩石圈和软流圈的物理化学性质,对预报地震及地球深部研究提供重要信息。
据最新消息,在美国加州南部利用地震仪新网络———Trinet监测网,能够精确测量出震级大得多和小得多的地面运动。
研究人员金森说:“通过日常收集地面脉动,Trinet监测网将使地震工作能够通过累加小地震的地面运动而预测大地震的地面运动。
”(5)大陆反射地震剖面(COCORP)大陆反射地震剖面是在石油地震勘探基础上发展起来的,可以探测地壳的深部结构构造,解释地表地质构造形成的深部原因,进而揭示大地构造格架与单元的形成和发展特点搞清整个地壳构造的演化规律。
该技术在美国一些地区取得了轰动世界的成果,在老地层之下找到了石油,引起石油界的极大兴趣,从而推动了这一技术的发展。
西欧各国纷纷开展了这一简称为COCORP的探测技术,于是有了英国的BIRPS,德国的DEKORPS,法国的ECORS及澳大利亚的ACORPS计划等。
我国有INDEPTH计划,是与美国合作的。
石油地震勘探记录时间一般为5~6s,其探测深度为10余公里,而大陆地震反射剖面的记录时间为10~15s,甚至可达50s,其探测深度可达整个地壳,甚至岩石圈地幔。
震源在海上多用气枪,在陆地用可控震源车,4~6台震源车同时震动,在我国除部分地区可用震源车外,因山地多,中、西部地壳厚,而改用爆炸震源(6)磁卫星(Magmat)美国首次发射了Magmat磁卫星,用它进行了全球磁力矢量测量,将整个地球磁场分为核心场、壳源场和外部场三部分。
采用调和样条函数建立模型,侧重于了解磁源的区域分布特征,建立不同地壳类型的岩石圈磁模型。
(7)卫星重力利用卫星轨道参数的变化,可获得多级大地水准面形态及地球南北半球非对称关系。
不同级次大地水准面,可能反映不同深度、不同尺度的地球密度的不均匀分布,并显示岩石圈的三维结构趋势。
多阶卫星重力资料可用于研究全球和区域重力场特征。
2. 大陆结构的多层性及偶合与非偶合性大量的地球物理、地球化学和岩石学资料表明,大陆岩石圈在垂向结构上存在着明显的流变分层性,特别是在中下地壳普遍具有一层或几层软弱层。
通常脆性行为出现在中、上地壳以及下地壳和上地幔的镁铁质和超镁铁质岩石中,而韧性行为发生在5~10Km之下(取决于地热梯度)的富石英岩石中。
异常热体制,如上升的地幔柱、逆掩断层造成的地壳双加厚或来自于地幔的岩浆贯入,都会大大增强地壳的整体韧性。
这样不同层次的脆性和韧性行为构成大陆岩石圈不同于大洋岩石圈的“三层”或“四层”流变学结构,或所谓多层软心结构(Blundell et al.,1992,NSF,1993)。