东南印度洋中脊澳大利亚-南极洲不整合带地区岩浆供应与构造作用沿洋脊的变化

We analyzed seafloor morphology and geophysical anomalies of the Southeast Indian Ridge(SEIR) to reveal the remarkable changes in magma supply along this intermediate fast-spreading ridge. We found systematic differences of the Australian-Antarctic Discordance(AAD) from adjacent ridge segments with the residual mantle Bouguer gravity anomaly(RMBA) being more positive, seafloor being deeper, morphology being more chaotic, M factors being smaller at the AAD. These systematic anomalies, as well as the observed Na_(8.0) being greater and Fe_(8.0) being smaller at AAD, suggest relatively starved magma supply and relatively thin crust within the AAD.Comparing to the adjacent ridges segments, the calculated average map-view M factors are relatively small for the AAD, where several Oceanic Core Complexes(OCCs) develop. Close to 30 OCCs were found to be distributed asymmetrically along the SEIR with 60% of OCCs at the northern flank. The OCCs are concentrated mainly in Segments B3 and B4 within the AAD at ～124°–126°E, as well as at the eastern end of Zone C at ～115°E. The relatively small map-view M factors within the AAD indicate stronger tectonism than the adjacent SEIR segments.The interaction between the westward migrating Pacific mantle and the relatively cold mantle beneath the AAD may have caused a reduction in magma supply, leading to the development of abundant OCCs.     

南海大洋钻探及海洋地质与地球物理前沿研究新突破

南海是西太平洋地区规模最大且具有代表性的边缘海盆地之一。经过近几十年的研究积累，尤其是通过实施5个国际大洋钻探航次(1999–2018年)与国家自然科学基金委“南海深海过程演变”重大研究计划(2011–2019年)，我国科学家获得了大量宝贵的第一手资料，取得了一系列创新进展与重大突破，标志着南海海洋地质与地球物理研究正走向国际前沿。重要研究成果包括:(1)新提出南海是“板缘张裂”盆地，与经典的大西洋型陆缘模式不同；(2)大洋钻探首次获取了基底玄武岩样品，结合中国在南海首次深拖地磁测量实验，精确测定了南海海盆玄武岩年龄，揭示南海海盆从东向西分段扩张；(3)大洋钻探结果发现南海陆缘岩石圈减薄之初岩浆迅速出现，未发现缓慢破裂造成的蛇纹岩出露；(4)发现南海扩张结束后仍存在大量岩浆活动，可能受控于多种构造与地幔因素；(5)地球化学证据与地球动力学模拟都显示南海岩浆的形成受到周边俯冲带的影响。目前我国的海洋地球科学正在进入崭新的发展阶段，有望以南海为基点，开始拓展到周边大洋，通过主导大型研究计划以及建设我国大洋钻探平台，以提升我国在南海、西太平洋与印度洋海洋地质科学研究的实质性影响力与引领地位。     

四川雅安“4.20”芦山地震龙门乡崩塌滑坡发育分布特征及危险性评价

使用遥感技术、地理信息系统技术和ArcGIS平台,分析崩塌滑坡在坡度、高程、地层岩性、距离发震断层距离和距离水系距离方面的敏感性。用信息量法,以此五因子为评价因子,对研究区进行危险性评价。结果表明,中度和高度危险的区域分别占研究区24.79%和20.48%,91%的受损房屋处于基本无危险区和轻度危险区,但仍有部分房屋处于中高度危险区,应做好安全防范工作。     

南海西北次海盆的磁条带重追踪及洋中脊分段性

由于缺少有效钻孔资料,对于南海扩张的时间一直存在较大的疑问.在南海三大海盆中,西北次海盆面积最小、磁条带特征不明显,因此对其扩张年代的争议最大.最新采集的高密度(小于10 km测线间距)船测地磁资料清晰地显示了西北次海盆磁条带的存在.在OBS和多道地震资料的约束下,利用船测地磁资料,本文对西北次海盆的地壳年龄进行了重追踪.根据定量的比较,西北次海盆的主体扩张始于35.8 Ma(C16n,2n),在34.7 Ma(C15)时其西南部开始扩张,扩张最终同时终止于33.2 Ma(C13n),整体的全扩张速率在40~50 mm/a之间.这表明南海的扩张可能首先起源于西北次海盆,在其结束扩张后,东部次海盆才开始打开(约30 Ma).得益于数据精度和密度的提高,利用化极后的磁力异常以及反演的磁化强度可以对西北次海盆进行二级中脊段的划分.我们共划分出六个中脊段和一个明确的转换断层.中脊的分段性与OBS反演的地壳厚度的变化相一致.转换断层东侧,中脊主体分为四个中脊段,每个中脊段长度均在30 km左右.转换断层西侧,存在一个长约50 km的中脊段和一个不确切的中脊段.中脊段上磁化强度的变化幅值和中脊段长度在整体上成正比.每个中脊段中央的磁化强度弱于中脊段两端的磁化强度,这与扩张速率相近的大西洋中脊的磁化强度特征一致.     

西太平洋俯冲板块正断层系统与动力学特征

俯冲带是地球上最大地震的发源地。俯冲板块正断层为海水进入上地幔,引起蛇纹石化提供通道,其地震可能引发大海啸。研究其动力学机制,对推动俯冲带动力学过程研究及保护人类生命安全都具有重要意义。本文综述了西太平洋汤加海沟、马里亚纳海沟、伊豆-小笠原海沟和日本海沟俯冲板块外缘隆起带到海沟附近的正断层分布与变形特征,定量化阐明了地球动力学模拟方法揭示的西太平洋俯冲板块正断层形成过程。研究发现汤加海沟和马里亚纳海沟的正断层平均断距最大;俯冲板片有效弹性厚度变化直接影响正断层形成区域,而有效弹性厚度与板块年龄相关性较大。本文系统性回顾了西太平洋俯冲动力学研究并且提出了对未来相关研究的启示。     

汤加、日本、伊豆-小笠原与马里亚纳海沟俯冲板块正断层模拟：对俯冲板块弱化的影响

通过对比实际观测与弹塑性变形模型，研究了沿着汤加、日本、伊豆-小笠原、马里亚纳海沟的板块挠曲与正断层特征。观测表明，平均海沟挠曲量在日本海沟最小（3公里），马里亚纳海沟最大（4.9公里），而平均正断层垂直断距在日本海沟最小（113米），汤加海沟最大（284米）。模拟了俯冲板块在三种构造加载的作用下发生弯曲变形并产生正断层的过程：垂向加载（V₀）、弯矩（M₀）和水平拉张力（F₀）。在板块挠曲与正断层特征的双重约束下，反演得到了四个海沟的最佳模型解。结果显示，日本海沟的水平张力分别比马里亚纳、汤加和伊豆-小笠原海沟小33%、50%和60%。汤加、日本、伊豆-小笠原、马里亚纳海沟的正断层最深可达海底以下29，23，32和32公里，这与重新定位后的日本与伊豆-小笠原地震深度一致。此外，反演得到的水平张拉力与观测到的平均垂直断距呈一定正相关性，而计算得到的有效弹性厚度减少量与观测到的海沟挠曲量也相关。这些结果表明，水平张拉力在正断层发展过程中起着关键控制作用，板块弱化可导致板块挠曲量的显著增加。     

俯冲带水圈-岩石圈相互作用研究进展与启示

俯冲带系统是研究地球水圈-岩石圈相互作用的天然实验室。俯冲板片所携带的水进入俯冲带系统,显著影响俯冲板片上地幔蛇纹石化程度、岛弧岩浆活动以及俯冲带地震机制等构造动力学过程。沿着环太平洋俯冲带,由主动源地震探测得到的板片含水量结果可以很好地解释区域相关地震观测,同时由被动源地震探测到的上地幔低速异常区域都与俯冲板片断层发育区相一致。多道反射地震探测与数值模拟都揭示了俯冲板块正断层广泛存在,可穿透莫霍面,深度可达海底下至少20 km。俯冲板块正断层为流体进入地壳与上地幔提供了重要通道,导致上地幔蛇纹石化程度达到1.4%,甚至更高。在洋壳俯冲过程中,随着温压增加,在不同深度脱水形成不同性质流体与地幔反应。通过俯冲带流体包裹体和交代成因矿物等的研究发现水岩相互作用广泛存在。本文旨在回顾俯冲板片含水量探测及水岩相互作用研究,简述近年来取得的重要进展以及对将来相关研究的启示。     

汤加-克马德克海沟俯冲板块挠曲变形与板块弱化

We conducted a detailed analysis of along-trench variations in the flexural bending of the subducting Pacific Plate at the Tonga-Kermadec Trench. Inversions were conducted to obtain best-fitting solutions of trench-axis loadings and variations in the effective elastic plate thickness for the analyzed flexural bending profiles. Results of the analyses revealed significant along-trench variations in plate flexural bending: the trench relief(W_0) of 1.9 to 5.1 km;trench-axis vertical loading(V_0) of –0.5×(10)~(12) to 2.2×(10)~(12) N/m; axial bending moment(M_0) of 0.1×(10)~(17) to 2.2×(10)~(17) N;effective elastic plate thickness seaward of the outer-rise region(T_e~M) of 20 to 65 km, trench-ward of the outer-rise(T_e~m) of 11 to 33 km, and the transition distance(X_r) of 20 to 95 km. The Horizon Deep, the second greatest trench depth in the world, has the greatest trench relief(W_0 of 5.1 km) and trench-axis loading(V_0 of 2.2×(10)~(12) N/m); these values are only slightly smaller than that of the Challenger Deep(W_0 of 5.7 km and V_0 of 2.9×(10)~(12) N/m) and similar to that of the Sirena Deep(W_0 of 5.2 km and V_0 of 2.0×(10)~(12) N/m) of the Mariana Trench,suggesting that these deeps are linked to great flexural bending of the subducting plates. Analyses using three independent methods, i.e., the T_e~M/T_e~m inversion, the flexural curvature/yield strength envelope analysis, and the elasto-plastic bending model with normal faults, all yielded similar average Te reduction of 28%–36% and average Te reduction area S￠Te of 1 195–1 402 km~2 near the trench axis. The calculated brittle yield zone depth from the flexural curvature/yield strength envelope analysis is also consistent with the distribution of the observed normal faulting earthquakes. Comparisons of the Manila, Philippine, Tonga-Kermadec, Japan, and Mariana Trenches revealed that the average values of T_e~M and T_e~m both in general increase with the subducting plate age.     

环南极区域古水深演化初探

重构南极区域的古水深和历史地质格局,首先需要对研究区域进行板块重构,即在特定的时间点将洋壳和陆壳恢复到他们原来的地理位置上。本文采用Greiner阐述的欧拉旋转法进行板块重构。欧拉极参数主要参考Muller等基于大西洋-印度洋热点参考系的有限欧拉极,并将部分参数进行了必要的转换和统一。对于指定的重构年代,地壳年龄比重建年代年轻的区域需被移除。本文借助于Matlab等编程工具,恢复了南极及周边区域自130 Ma以来15个特定时间段的位置。综合多种数据,将现代水深根据热驱动地壳沉降、沉积作用和均衡作用的影响进行调整,对30°S以南区域的古水深进行重构,绘制了研究区域不同年代的古水深图,分析了南大洋自130 Ma以来的形成演化过程。