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中国及邻区高分辨率三维岩石圈磁场修正球冠谐模型(CUG_CLMFM3Dv1)

地球物理学报 2024年第5期67卷 1866-1880页

作者：张攀杜劲松李厚朴中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室武汉430074 地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(武汉)武汉430074 海军工程大学电气工程学院武汉430043

日益完善的大区域地面航磁调查与卫星磁测给建立高精度与高分辨率的地磁场模型带来了新的契机,同时也对地磁场建模技术提出了更高的要求.本文基于修正球冠谐分析方法,利用全球岩石圈磁力异常汇编网格WDMAMv2中提取的近地表总磁场强度异... 详细信息

日益完善的大区域地面航磁调查与卫星磁测给建立高精度与高分辨率的地磁场模型带来了新的契机,同时也对地磁场建模技术提出了更高的要求.本文基于修正球冠谐分析方法,利用全球岩石圈磁力异常汇编网格WDMAMv2中提取的近地表总磁场强度异常数据与CHAMP卫星近十年的矢量测量数据,联合构建了中国及邻区高分辨率三维岩石圈磁场的修正球冠谐模型.该区域岩石圈磁场模型的分辨率可达球谐3500阶/次,进而基于该模型正演计算了研究区域不同高度的矢量数据.将区域模型与高分辨率的球谐模型分别在空间域与频率域进行对比,结果显示区域模型中的高频成份更加丰富,所描绘出的磁异常的形态和幅值更加接近原始建模数据,且在由低分辨率球谐模型补空的区域更加平滑.该应用案例证明,联合可靠的近地面标量与卫星矢量磁测数据,基于修正球冠谐分析方法,有能力构建出高精度与高分辨率的区域三维岩石圈磁场模型.

关键词：修正球冠谐分析岩石圈磁场高分辨率三维模型中国及邻区

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克拉通岩石圈三维物质架构示踪方法

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地学前缘 2023年第6期30卷 391-405页

作者：杨立强和文言高雪王偲瑞李楠邱昆峰张良马强苏玉平李大鹏张智宇于红中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室/山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室/山东省地质科学研究院山东济南250013 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 中国地质科学院地质研究所北京100037

克拉通岩石圈三维物质组成架构示踪是当今地球科学研究前沿,面临系列挑战。在对已有相关成果系统梳理的基础上,分别阐述了实现由点到面、由局部到全时空、由单一方法到多学科综合约束3个战略思路转变的基本要点;并以华北克拉通为例,提... 详细信息

克拉通岩石圈三维物质组成架构示踪是当今地球科学研究前沿,面临系列挑战。在对已有相关成果系统梳理的基础上,分别阐述了实现由点到面、由局部到全时空、由单一方法到多学科综合约束3个战略思路转变的基本要点;并以华北克拉通为例,提出了亟待深化的研究领域和未来方向。多种地球物理方法联立约束和综合解释,不仅开拓了岩石圈物质组成研究的新思路,而且有利于获得更可信的结果。逼近实际的岩石圈物质组成架构必须符合岩石探针、岩石圈物性结构、岩石物理性质与矿物及化学组成的测试分析/模拟计算结果等观测事实,并遵循地球化学热力学-地球动力学理论框架;这就需克服单一资料和方法各自的局限性,由单一手段向多方法综合约束转变,实现多学科融合来开展岩石圈物质组成的研究。据此提出“循序渐进、逐步深化”和“反馈修正、不断逼近”的岩石圈物质组成架构的多学科综合示踪研究流程。华北克拉通岩石圈三维物质架构研究的重点在于通过多学科的深度融合,恢复不同时期的构造格架和对应的物质组成,示踪其岩石圈物质架构的演变过程。

关键词：岩石圈物质组成架构岩石探针同位素填图地球物理反演多学科融合华北克拉通

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基于短周期密集台阵接收函数揭示的藏南错那洞穹窿地壳结构

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地学前缘 2024年第1期31卷 170-180页

作者：蔡蔚卢占武黄荣李文辉罗银河王光文穆青程永志陈司王冠陈子龙中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074 中国地质科学院自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100037 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074

位于印度-欧亚板块碰撞前缘的北喜马拉雅构造带,是研究陆陆碰撞过程中地壳增厚和深部岩浆活动的典型区域之一。北喜马拉雅穹窿带作为其中重要的伸展构造,其形成过程与造山运动引起的地壳增厚以及地壳深熔作用引起的地壳流动密切相关。... 详细信息

位于印度-欧亚板块碰撞前缘的北喜马拉雅构造带,是研究陆陆碰撞过程中地壳增厚和深部岩浆活动的典型区域之一。北喜马拉雅穹窿带作为其中重要的伸展构造,其形成过程与造山运动引起的地壳增厚以及地壳深熔作用引起的地壳流动密切相关。本文以近年新发现的错那洞穹窿为例,利用短周期密集台阵观测,通过远震P波接收函数共转换叠加成像方法获取了错那洞穹窿区域地壳结构。结果表明:错那洞穹窿区域的地壳结构在东西方向上存在差异,壳内速度间断面存在多处不连续现象,局部区域甚至发生界面错断;而在错那裂谷和错那洞穹窿中、上地壳内存在低速区。综合前人研究,本文认为印度-欧亚板块持续碰撞使喜马拉雅东南缘岩石圈经历过地壳尺度拉伸变形。在地壳增厚及持续的高温变质作用下,中、上地壳随藏南拆离系伸展减压发生部分熔融,而熔融岩浆沿着藏南拆离系薄弱处不断上涌并在错那洞穹窿下方聚集,并使错那洞穹窿及错那裂谷中、上地壳弱化,促进区域东西向伸展,进而发生岩浆底辟形成错那洞穹窿。

关键词：错那洞穹窿短周期密集台阵远震P波接收函数共转换叠加成像地壳结构

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淮南深地地磁总场连续观测与时变特征

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地球物理学报 2024年第2期67卷 820-828页

作者：郭良辉王博宋晓林王赟金承奕姚硕史钰峰陆内火山与地震教育部重点实验室(中国地质大学北京)北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 地质过程与矿产资源国家重点实验室(中国地质大学) 北京100083 山东航天电子技术研究所山东烟台264000

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁... 详细信息

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁总场长期连续观测,对观测数据进行了功率谱、小波谱、地磁总场变化特征的分析及与附近的蒙城地磁台比对.研究结果表明:(1)地下无(或弱)磁干扰点位的地磁环境较优越,与蒙城地磁台相媲美,适用于地磁场变化的高精度、长期连续观测;(2)地下地磁观测可有效过滤地表上由工业与人类活动等的电磁干扰,其记录的地磁总场变化与蒙城地磁台具有较好的耦合性;(3)地下磁测可清晰记录地磁总场的平静变化、不同周期磁暴、地磁脉冲等丰富的时变信息,可为地球系统科学研究提供地磁学依据.

关键词：深地实验室地磁总场时间变化观测地磁环境

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锂的圈层循环与资源富集过程:从高原盐湖到造山带伟晶岩

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岩石学报 2024年第2期40卷 591-604页

作者：陈晨闫庆贺章荣清李庆宽姜禾禾刘海洋秦占杰张西营孙卫东中国科学院海洋研究所深海研究中心青岛266071 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 云南大学地球科学学院昆明650500 南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京210023 中国科学院青海盐湖研究所青海省盐湖地质与环境重点实验室西宁810008 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029

盐湖卤水型锂矿与富锂伟晶岩是目前最为主要的可利用锂资源,前者是经地表风化/高温水岩淋滤形成的水体通过蒸发作用浓缩而成的卤水,而后者被认为是陆表风化沉积物熔融产物经高演化形成的富锂硬岩。大陆地壳是此类表生物质循环最根本的物... 详细信息

盐湖卤水型锂矿与富锂伟晶岩是目前最为主要的可利用锂资源,前者是经地表风化/高温水岩淋滤形成的水体通过蒸发作用浓缩而成的卤水,而后者被认为是陆表风化沉积物熔融产物经高演化形成的富锂硬岩。大陆地壳是此类表生物质循环最根本的物源,因而探究富锂地壳的形成及其表生风化剥蚀对于理解盐湖与伟晶岩锂成矿至关重要。本文将从元素循环视角切入,结合内生高温-外生低温过程中锂的元素地球化学行为,梳理锂在俯冲带各圈层的循环过程,探讨富锂地壳的形成机制及其对高原盐湖与造山带伟晶岩锂资源发育的影响。研究发现:(1)俯冲板片对弧岩浆锂的物质贡献有限;(2)厚地壳环境下的弧岩浆具有更高的锂含量;(3)造山带富锂弧岩石的循环应是盐湖与伟晶岩锂成矿的重要控制因素。

关键词：锂循环盐湖 LCT伟晶岩造山地壳加厚大陆风化

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华南晚中生代大陆变形、深部过程及动力学

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地质学报 2024年第3期98卷 829-861页

作者：李建华董树文赵国春张岳桥辛宇佳王金铭卢运可中国地质科学院地质力学研究所自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室北京100081 中国地质科学院地球深部探测中心北京100037 南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室江苏南京210023 香港大学地球科学系中国香港西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069

受控古太平洋板块俯冲及后撤作用,华南晚中生代经历了强烈大陆再造,并伴随幕式岩浆活动,是研究活动大陆边缘构造-岩浆作用、壳幔过程和板块俯冲动力学的天然实验室。本文系统综述了近年来发表的构造变形、岩浆作用和深部结构等多学科成... 详细信息

受控古太平洋板块俯冲及后撤作用,华南晚中生代经历了强烈大陆再造,并伴随幕式岩浆活动,是研究活动大陆边缘构造-岩浆作用、壳幔过程和板块俯冲动力学的天然实验室。本文系统综述了近年来发表的构造变形、岩浆作用和深部结构等多学科成果,以构造解析为主线,深-浅结合,在华南识别出与古太平洋板块俯冲相关的中晚侏罗世弧背缩短和白垩纪弧后伸展系统,厘定了二者的时空格架和叠加改造关系。弧背缩短系统以扬子中部的隔档-隔槽式褶皱、深部多层滑脱和双重逆冲推覆构造为特征,具SE向NW的逆冲扩展变形规律,与古太平洋板块的前进式俯冲有关。白垩纪主体以大陆伸展为主,经历了伸展和挤压变形交替,并伴随着岩浆活动的爆发、迁移和停止,其可能与板片俯冲动力学变化有关。在此基础上,我们分析了白垩纪岩石圈长距离伸展的深部过程及浅表响应,提出了岩石圈随深度变化的分层差异伸展模式。自下而上,从岩石圈地幔到上地壳,应变近一致地表现为(W)NW-(E)SE伸展,反映了垂向变形一致性。可能的垂向应力传播过程:板片后撤诱发长距离地幔流,其在岩石圈底部形成剪切牵引应力,促进下岩石圈地幔被动拉伸;上岩石圈地幔局部发育强应变剪切带,作为应力传播构造,其可有效加强壳-幔间剪切,促进下地壳韧性拉伸,将下地壳和岩石圈地幔的变形关联。我们认为岩石圈伸展、板片后撤和地幔流形成了三位一体的动力学耦合系统,将华南岩石圈长距离伸展的驱动力归结为:(1)古太平洋俯冲带海沟后撤和板片回卷诱发的远程效应,和(2)地幔流在岩石圈底部施加的剪切牵引应力。

关键词：华南晚中生代大陆变形岩石圈伸展深部过程浅表响应

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汉诺坝玄武岩及幔源包体对大陆地幔不均一性的指示

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岩石学报 2023年第1期39卷 119-134页

作者：张岗岚刘勇胜张拉自然资源部海底矿产资源重点实验室中国地质调查局广州海洋地质调查局广州511458 中国地质大学地球科学学院地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 重庆地质矿产研究院重庆401120

了解大陆地幔的不均一性对于理解地壳成分再循环、壳-幔相互作用等过程至关重要。本文通过对华北克拉通北缘汉诺坝地区来自不同地幔深度幔源岩石(玄武岩及橄榄岩和辉石岩包体)的研究进行综述,探讨了地幔在垂向上成分的不均一性特征。汉... 详细信息

了解大陆地幔的不均一性对于理解地壳成分再循环、壳-幔相互作用等过程至关重要。本文通过对华北克拉通北缘汉诺坝地区来自不同地幔深度幔源岩石(玄武岩及橄榄岩和辉石岩包体)的研究进行综述,探讨了地幔在垂向上成分的不均一性特征。汉诺坝玄武岩的研究揭示了汉诺坝地区软流圈顶部存在再循环的碳酸盐化榴辉岩以及岩石圈底部具有富集的古老洋壳和沉积物成分。另外,玄武岩携带的橄榄岩和多类型辉石岩包体记录了不同来源(蚀变洋壳、沉积碳酸盐岩、碎屑沉积物、拆沉下地壳、软流圈)且不同成分(硅酸盐、碳酸盐)的熔/流体活动。富集地壳来源的熔/流体加入明显影响了汉诺坝地区陆下地幔成分的均质性,使得陆下地幔在微米至千米尺度存在明显的成分不均一特征。汉诺坝地区陆下地幔不均一性的认识为了解地壳物质再循环提供了绝佳的窗口。

关键词：大陆地幔地幔不均一玄武岩橄榄岩辉石岩汉诺坝

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西藏狮泉河早白垩世中基性火山岩对中特提斯洋西段闭合时限的制约

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岩石学报 2025年第5期41卷 1740-1758页

作者：黄玉马菁宇赵志丹朱弟成西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室长安大学地球科学与资源学院西安710054 中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室地球科学与资源学院北京100083

中、北拉萨地体广泛分布的早白垩世岩浆作用对研究拉萨地体的构造背景、壳-幔相互作用过程以及特提斯洋壳俯冲-消减等科学问题具有重要意义。本文针对中拉萨地体西段狮泉河地区的玄武岩-玄武安山岩-安山岩开展了系统的锆石U-Pb年代学、... 详细信息

中、北拉萨地体广泛分布的早白垩世岩浆作用对研究拉萨地体的构造背景、壳-幔相互作用过程以及特提斯洋壳俯冲-消减等科学问题具有重要意义。本文针对中拉萨地体西段狮泉河地区的玄武岩-玄武安山岩-安山岩开展了系统的锆石U-Pb年代学、全岩主微量元素地球化学、Sr-Nd-Pb同位素及锆石Hf同位素分析工作。安山岩中的锆石U-Pb年龄为102.6±0.9Ma, 狮泉河原典中组中基性火山岩形成于早白垩世末期。岩石地球化学结果表明, 玄武岩-玄武安山岩-安山岩富集大离子亲石元素、亏损高场强元素且富集Pb同位素, 其中玄武岩-玄武安山岩Sr-Nd同位素组成略亏损, 而安山岩的Sr-Nd同位素组成较为富集且具有宽泛的锆石εHf(t)值范围(-0.5~+10.0)。综合岩石学、地球化学和区域构造背景研究, 本文认为狮泉河中基性火山岩的源区为受俯冲沉积物交代的富集岩石圈地幔, 可能形成于以班公湖-怒江洋为代表的中特提斯洋岩石圈南向俯冲相关的陆缘弧环境。本文的研究成果表明, 直至早白垩世末期中特提斯洋盆在狮泉河地区仍未完全闭合, 为理解中特提斯洋自东向西逐渐闭合的过程提供了重要证据。

关键词：早白垩世中特提斯洋闭合时限拉萨地体火山岩

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板块运动“加速剂”:岩石圈之下的两个软流圈熔体汇聚层

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地球科学 2024年第6期49卷 2296-2300页

作者：刘勇胜张军波徐荣赵亮长江大学湖北荆州434023 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 中国科学院地球化学研究所贵州贵阳550081 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

地球在长期的分异演化过程中,形成了其独特的圈层结构.不同圈层之间的相互作用和构造板块的运动不仅塑造了地球的地表形态,还促进了地球宜居性的演变.其中,软流圈的存在和结构特征对地球的板块运动起着关键性作用(H?inketal.,2012;Ryche... 详细信息

地球在长期的分异演化过程中,形成了其独特的圈层结构.不同圈层之间的相互作用和构造板块的运动不仅塑造了地球的地表形态,还促进了地球宜居性的演变.其中,软流圈的存在和结构特征对地球的板块运动起着关键性作用(H?inketal.,2012;Rychert and Shearer,2009).Barrell(1914)最早从力学强度(流变性)角度定义了岩石圈和软流圈.

关键词：板块运动地表形态加速剂圈层结构岩石圈力学强度汇聚层宜居性

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大洋转换断层系统:岩石圈结构、构造及动力学机制

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中国科学:地球科学 2025年

作者：张帆林间李三忠索艳慧周鹏程罗怡鸣查财财张旭博中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室南方科技大学海洋科学与工程系南方科技大学海洋高等研究院深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室

大洋转换断层是三类板块边界之一,为地球内部物质和能量循环提供重要通道,对理解全球板块构造具有重要意义.近年来,对大洋转换断层的研究取得了显著进展,包括形态结构、地壳增生模式、应力应变状态、脆韧性变形构造、断层地震分段性和... 详细信息

大洋转换断层是三类板块边界之一,为地球内部物质和能量循环提供重要通道,对理解全球板块构造具有重要意义.近年来,对大洋转换断层的研究取得了显著进展,包括形态结构、地壳增生模式、应力应变状态、脆韧性变形构造、断层地震分段性和对称性等.岩浆与构造的综合效应共同塑造了转换断层的形态结构:扩张速率与板块年龄差异反映了转换断层系统的热结构特征,进而影响岩浆作用的强弱;而岩石圈应力状态与板块运动控制着构造与断层的形成.三维动力学模型揭示了洋中脊岩浆活动增强破坏了断层的稳定性,导致转换断层的动态演化.此外,转换断层地震活动的最大深度受控于岩石圈热结构,对刻画断层摩擦性质和了解地震活动规律至关重要.基于近期综合研究成果,本文综述了大洋转换断层的构造特征、三维形态结构与岩石圈热结构,探讨其岩浆-构造协同演化与地球动力学机制等重要科学问题.未来,综合高精度观测和理论模拟研究,将有助于加深理解转换断层的深部过程与成因机制,为完善全球板块构造理论提供重要科学依据.

关键词：洋中脊转换断层动力学岩浆供给热演化数值模拟

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