中国大陆动力学研究导向和思考(15)

来源:地球物理学进展 作者:杨 辉1, 刘 财3 发表于:2010-01-13 20:51  点击:
【关健词】壳、幔结构,大陆动力学,物质与能量交换,圈层耦合,动力机制
基于上述,自板块构造理论问世后,在国际上对 地幔对流研究的基点上,理解板块运动、洋壳深部物 质上涌和在陆缘地域的俯冲、消减,故多年来人们在 跟踪,即以地幔对流来解释其运动的力 源[10,13,14,10

基于上述,自板块构造理论问世后,在国际上对
地幔对流研究的基点上,理解板块运动、洋壳深部物
质上涌和在陆缘地域的俯冲、消减,故多年来人们在
跟踪,即以地幔对流来解释其运动的力
源[10,13,14,105,112,113],故地幔动力学研究一直是地球科
学家们所关注的重要方向之一.尽管地幔对流可以
解释很多地球科学中的现象,但也应当看到,它毕竟
仍是一个“猜想”,这便表明,当今的问题是一切地学
模型都是建立在对其假设模型的基础之上[114],即
尚十分缺乏观测数据的检验.
尽管大量的地球物理观测、地震层析成像、地球
化学等新的观测数据和大规模计算机数值模拟不断
涌现出不同的模型或认识[115~125],但解并不唯一,所
给定的模型中往往包括了许多未知数.所以在地幔
对流的研究中,不能孤立地去仅研究地幔,也不能孤
立地研究地幔热动力系统中单一子系统的行为.所
以在深化研究地幔对流的过程中必须注意系统的概
念[105,126~129],在考虑各子系统的固有特征时,尚必
须顾及各子系统之间的耦合[130~133].在考虑统一驱
动力系作用下,决不可忽视不同驱动力源的作用.这
就是说,在进行物理、数学模拟的前提下,则必须进
行系统的地球物理深部探测和地面高精度的观测,
如观测系统的设计和布局,先进观测体系的联合观
测和综合分析.
4.3.3 壳、幔介质的非均匀性和各向异性
通过地震观测的低速层证明:地壳、地幔中均存
在着低速层,而且不论在纵向和横向其分布都是不
均匀的,而且是各向异性的[134].这便表明,介质的
熔融和半熔融可以发生在地壳中,也可以发生在地
幔深处[7~9].地幔深处的熔融对俯冲下去的岩石圈
物质通过地幔对流和来自核幔边界或D’’层地幔热
柱的上升是十分关键的.地幔热柱上升造成温、压条
件的改变,会影响熔融体的粘度和物理化学性质、深
1926
 6期滕吉文,等:中国大陆动力学研究导向和思考
层动力过程,同样亦会改变岩浆的成分及岩浆矿床
的形成,以及地震和火山灾害的爆发.
为此要深化研究:
(1)精确测定和反演求取壳、幔介质中的各向异
性、波速比和泊松比等参数,因为它们能够反映出挤压
或剪切力系作用下介质与结构的变异及其物理状态.
(2)深部壳、幔介质的熔融和半熔融的理论、实
验和观测三位一体的研究,以取得比较确定性的认
识.因为多相岩石部分熔融和其变形等过程和熔体
的形成、聚积、运移及萃取是与不同类型应变(等轴、
非等轴、水平剪切)相关,而晶体的部分熔融和晶间
部分融融与变形密切相关.
(3)下地壳拆沉和软流圈地幔底侵作用、盆山耦
合、陆内俯冲以及火山和地震灾害“孕育”的介质与
结构环境及物质属性.
(4)各向异性对深部物质运移、构造变异和深层
动力过程的约束.
(5)介质各向异性与资源、灾害和圈层耦合.
5 地球动力学在我国的实现和开拓
5.1 实 现
近些年来,在地球科学研究领域里取得了一系
列带有“革命性”的与突破性进展[2~4,6],为此世界上
主要的国家和地球科学团体及组织为在世界竞争中
建立自己的科学优势和特色,纷纷采取攻坚与对策,
分别提出各自的发展战略和优先支撑的课题,他们
是既考虑到当前的科学知识水平和技术方法,又有
可能在今后若干年内取得新的发展,并有所发现和
突破的重大科学领域.
中国地球动力学研究是以地球内部结构,地球
物理场,物质组成和各圈层之间的相互作用为依托.
这便必须对沉积建造、结晶基底、地壳、地幔、壳-幔
边界、地幔低速层、410km 和670km 间断面、核-
幔边界、地核形成、演化详细了解的基点上,深化研
究其深层过程,特别是其界带或过渡带的物质属性,
结构组合和动力学响应,为此:
研究的主题:地球内部圈层耦合、物质与能量的
交换和其深层过程与力源机制.
研究的范畴:地球内部介质与结构的属性、层、
圈相互作用的深层过程和典型区域的动力学响应.
研究目的:为成山、成盆、成岩、成矿、成灾和深
化认识地球本体以揭示深部介质和结构的环境,耦
合要素,成因机制,并对其新的前景进行预测.
研究目标:在综合研究和集成的基础上,发现新
的动力学要素,研究和探索板块、板缘和板内块体运
动的地球物理边界场效应和机制及地球的运动学与
动力学模型的建立.
地球动力学的发展历史表明,它在不同的历史(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)
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