岩石圈流变学:一种研究地球深部岩体变形的新方法

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作者 余尚江 刘稳航 +1 位作者 杨源祯 杨锐 《地质学刊》 CAS 2013年第4期530-534,共5页

岩石圈流变学是大陆岩石变形的主导因素之一,是一种研究地球深部岩体变形的新方法。简要介绍流变学对大陆动力学研究的影响,并对当前流变学研究进展进行评述。岩石圈流变学在岩石圈地层、造山带和大型盆地动力学和动力学特征研究中的应... 岩石圈流变学是大陆岩石变形的主导因素之一,是一种研究地球深部岩体变形的新方法。简要介绍流变学对大陆动力学研究的影响,并对当前流变学研究进展进行评述。岩石圈流变学在岩石圈地层、造山带和大型盆地动力学和动力学特征研究中的应用非常广泛。近年来,岩石圈流变学在脆-塑性转换、岩石流变含水性、"三明治"结构及岩石流变律等方面有重大进展。最后,指出目前岩石圈流变学还存在一些亟待解决的问题,如时间因素。 展开更多

关键词 岩石圈流变学 岩石流变律 时间因素

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震后形变和岩石圈流变学结构

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作者 刘绍卓 沈正康 《地震学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期318-336,340,共19页

岩石圈流变学结构是控制不同构造环境下岩石圈形变的关键因素之一.随着空间大地测量观测技术的发展,基于空间大地测量数据的震后形变研究对揭示断裂带内的力学性质和区域性岩石圈流变学结构已成为可能.该文首先基于岩石力学的摩擦和流... 岩石圈流变学结构是控制不同构造环境下岩石圈形变的关键因素之一.随着空间大地测量观测技术的发展,基于空间大地测量数据的震后形变研究对揭示断裂带内的力学性质和区域性岩石圈流变学结构已成为可能.该文首先基于岩石力学的摩擦和流变学实验,对余滑和分布式韧性流的构造物理背景进行了分别阐述,并介绍了震后形变数值模拟中本构关系和数值模型的发展.数值模型主要有解析、半解析和纯数值3类,涉及的本构关系包括基于速率-状态摩擦准则的余滑以及分布式韧性流中常用的线性流变学模型(麦克斯韦尔体和标准线性固体)和瞬态流变学模型(宏观经验性的伯格斯(Burgers)体和微观幂律流变律).然后以美国南加州1992年Landers MW7.3地震和1999年Hector Mine MW7.1地震震后形变研究为例,介绍了震后形变的研究进展.最后回顾了大陆岩石圈流变学结构的研究进展,并以震后形变研究中的流变学结构("三明治模型"和"焦糖布丁模型")存在的争议为例,说明了岩石圈流变学结构研究所具有的挑战性. 展开更多

关键词 震后形变 岩石力学 摩擦 流变 岩石圈流变学结构

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中国中西部盆地区岩石圈热-流变学结构及其对前陆盆地成因演化的意义 被引量：15

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作者 刘绍文 王良书 +1 位作者 贾承造 冯昌格 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期113-122,共10页

中国中西部地区发育众多前陆冲断带,它们具有构造变形复杂、油气潜力大和有别于经典前陆盆地的沉积和油气地质特征,但其成因过程和动力学并不清楚。文中利用中西部盆地区的地温、岩石热物性参数和地热学模拟技术,分析该区岩石圈热状态... 中国中西部地区发育众多前陆冲断带,它们具有构造变形复杂、油气潜力大和有别于经典前陆盆地的沉积和油气地质特征,但其成因过程和动力学并不清楚。文中利用中西部盆地区的地温、岩石热物性参数和地热学模拟技术,分析该区岩石圈热状态和流变学特征,进一步结合其他地质、地球物理资料,揭示盆地区的深部构造特征和岩石圈性质。研究表明,中西部各主要盆地的岩石圈具有厚度大、强度高、地温低等热-流变学特征,表现为刚硬块体;而其周缘和造山带区却表现为温度高、强度低和厚度小等特征,是构造变形的易发区。在此基础上讨论了岩石圈性质和变形过程等深部构造对前陆盆地成因演化的控制作用,进而初步归纳这类陆内再生前陆盆地的成因演化机制:发育于小型克拉通块体的边缘,其就位受控于岩石圈热-流变学非均质性和构造继承性,其动力来源是新生代印度-欧亚大陆碰撞及其持续的挤压作用。上述研究为探讨中国中西部地区的前陆盆地成因机制提供了深部资料和岩石圈热-流变学约束。 展开更多

关键词 岩石圈流变学 前陆盆地 地球动力学 中西部

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东秦岭岩石圈热流变学结构初探

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作者 程顺有 张国伟 +2 位作者 刁博 郭安林 于香妮 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期601-605,共5页

目的研究秦岭造山带的岩石圈流变学结构以探索其地球动力学意义。方法通过岩石圈温度结构约束,计算了岩石圈流变学结构。结果秦岭北半部的后陆冲断褶带和厚皮叠瓦逆冲带的莫霍界面温度为305℃,以冷地温、厚岩石圈和流变分层不明显的c模... 目的研究秦岭造山带的岩石圈流变学结构以探索其地球动力学意义。方法通过岩石圈温度结构约束,计算了岩石圈流变学结构。结果秦岭北半部的后陆冲断褶带和厚皮叠瓦逆冲带的莫霍界面温度为305℃,以冷地温、厚岩石圈和流变分层不明显的c模型为特征;南秦岭莫霍界面平均温度642℃,最高达826℃,具有显著的热地温、薄岩石圈和中下地壳及其上地幔顶部强烈流变的H模型特点。结论在后造山阶段,北秦岭是华北和扬子二地块相向向秦岭造山带陆内俯冲的前锋会聚区域,现今处于以岩石圈加厚为主、拆沉作用初始发动的共存状态;南秦岭可能在地幔柱作用下发生新的拆沉作用和部分底侵作用,其轴部区域的地壳内现今存在部分熔融,壳-幔之间正在进行物质、能量(热传导和热对流方式)等的再循环。 展开更多

关键词 秦岭造山带 岩石圈流变学结构 拆沉作用 大陆动力学

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塔里木盆地岩石圈热-流变学结构和新生代热体制 被引量：33

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作者 刘绍文 王良书 +2 位作者 李成 张鹏 李华 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期344-350,共7页

塔里木盆地是我国特大型沉积盆地，也是“西气东输”工程的重要战略基地。利用盆地区大量的地温及岩石热物性参数并结合地热学知识分析了塔里木盆地的现代地温场、热演化和岩石圈热-流变学结构，并进一步讨论了地热场和岩石圈性质对成... 塔里木盆地是我国特大型沉积盆地，也是“西气东输”工程的重要战略基地。利用盆地区大量的地温及岩石热物性参数并结合地热学知识分析了塔里木盆地的现代地温场、热演化和岩石圈热-流变学结构，并进一步讨论了地热场和岩石圈性质对成盆、成烃和成藏的意义。研究结果表明塔里木盆地现今平均大地热流为45mW／m^2，平均地温梯度为18～20℃／km；整体上具有低温冷盆的特征。地温场的展布具有明显的横向差异，不同构造单元的地温场特征相差较大：坳陷部位具有较低的地温，隆起区具有较高的地热特征。热演化模拟表明盆地自成盆以来经历了从震旦纪—奥陶纪高热流（“热”盆）、志留纪—晚古生代热衰减（“热”盆向“冷”盆过渡）、中生代稳定的热演化（低热流“冷”盆阶段）、新生代岩石圈挠曲热演化等阶段。“热”岩石圈厚度为205～230km，有效弹性厚度（Te）达66±7km，脆-韧性转换深度为25～28km，岩石圈总强度为1．6×10^13～7．8×10^13N／m。盆地区的岩石圈表现为地温低、强度高的刚性块体，具有整体变形特征。受印度-欧亚大陆碰撞的远程效应影响，塔里木盆地作为刚性块体进行应力传递，盆地周边产生强烈变形，表现山脉的急剧隆升和盆地边缘的快速挠曲沉降。这一动力学过程造成地层内部流体趋于流向山前隆起带，并对油气成藏和分布具有重要的控制作用。 展开更多

关键词 大地热流 岩石圈热-流变学结构 热体制 地球动力学 塔里木盆地

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桐柏—大别—苏鲁UHP和HP变质带的结构及流变学演化 被引量：10

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作者 索书田 钟增球 +3 位作者 韦必则 张宏飞 周汉文 游振东 《地球科学（中国地质大学学报）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期548-557,共10页

在岩石圈流变学基本原理指导下 ,运用现代构造解析学方法 ,在不同尺度上判别和分析了桐柏—大别—苏鲁UHP和HP变质带内深俯冲、同碰撞构造及UHP和HP岩石折返过程中的变形特征 ,重点讨论同碰撞形成的高角度网结状榴辉岩相剪切带阵列、高... 在岩石圈流变学基本原理指导下 ,运用现代构造解析学方法 ,在不同尺度上判别和分析了桐柏—大别—苏鲁UHP和HP变质带内深俯冲、同碰撞构造及UHP和HP岩石折返过程中的变形特征 ,重点讨论同碰撞形成的高角度网结状榴辉岩相剪切带阵列、高角闪岩相剪切及有关变形组合以及碰撞期后伸展韧性薄化变形样式 ,强调指出不同地壳层次和物理条件下变形分解作用的重要性 ,而且 ,在UHP和HP变质带内最有效的应变体制是剪切作用 ,并在三维空间上形成不同格式的剪切带网状系统 .以构造学记录为主线 ,结合已有可利用的岩石学、变质作用 pT轨迹和同位素年代学资料 ,提出一个UHP和HP变质带尺度上的流变学演化模式 ,其中 ,UHP和HP变质岩石由地幔深度折返到地壳表层 ,经历了楔状挤出、碰撞期后地壳韧性薄化及晚造山伸展塌陷。 展开更多

关键词 桐柏-大别-苏鲁区 HP变质带 岩石圈流变学 剪切带 韧性薄化作用 变形分解作用 UHP变质带

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大别-苏鲁区UHP变质岩构造学及流变学演化 被引量：6

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作者 索书田 钟增球 +1 位作者 周汉文 游振东 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期150-167,共18页

在大别-苏鲁区的30个关键位置，对UHP／HP变质岩进行详细构造解析、大比例尺（1：10000）制图并在区域尺度上进行观察和对比，以便揭示它们的构造几何学、变形条件和流变学演化。初步的研究结果指出，广泛出露的UHP／HP榴辉岩相岩石形... 在大别-苏鲁区的30个关键位置，对UHP／HP变质岩进行详细构造解析、大比例尺（1：10000）制图并在区域尺度上进行观察和对比，以便揭示它们的构造几何学、变形条件和流变学演化。初步的研究结果指出，广泛出露的UHP／HP榴辉岩相岩石形成一个巨大的UHP／HP变质带，提供了一个观察中朝与扬子克拉通之间三叠纪大陆深俯冲一碰撞带过程的窗口。观察的显微构造及组构指出，UHP／HP变质带内岩石变形机制，无论是在榴辉岩相阶段还是在榴辉岩相后阶段，都是以塑性流变为主，其力学行为和组构特征都受组成矿物的强度、强度差等流变学特征，以及变形物理环境如压力、温度、应变速率、差异应力和流体含量等的制约。在俯冲／碰撞带内的变形分解作用于岩石圈不同层次及不同的构造阶段都曾发生，而且，在不同尺度上，应变局部化形成具高应变的剪切带网络，且一般显示典型的布丁-基质或碎斑-基质构造及流变学型式。根据构造、岩石、变质作用及地质年代学资料，借助于岩石圈流变学基本原理，提出一个大别-苏鲁区UHP／HP变质岩石流变学演化的工作模式，它涉及早期扬子与中朝克拉通间三叠纪（～250～230Ma）大陆深俯冲／碰撞、UHP／HP变质岩形成，相继深埋岩石的多期折返。特别强调UHP／HP岩石向地壳表层的折返，主要是构造过程，地面侵蚀作用是次要的。 展开更多

关键词 大别-苏鲁区 榴辉岩 超高压(UHP) 岩石圈流变学 强度差 变形分解作用 俯冲 折返

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贝加尔裂谷构造发育的主控因素探讨:来自物理模拟的启示

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作者 王盟楠 李江海 +1 位作者 柳晨 刘磊鑫 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期251-260,共10页

贝加尔裂谷位于全球最大的大陆板块中心,远离任何活跃板块边界,却是地球上现今构造活动最为活跃和复杂的地区之一,其形成演化的主控因素是地球科学界广泛讨论的问题之一并一直存在争议。文章通过物理实验模拟手段,研究了裂谷区在局部拉... 贝加尔裂谷位于全球最大的大陆板块中心,远离任何活跃板块边界,却是地球上现今构造活动最为活跃和复杂的地区之一,其形成演化的主控因素是地球科学界广泛讨论的问题之一并一直存在争议。文章通过物理实验模拟手段,研究了裂谷区在局部拉张背景下,岩石圈形变过程。贝加尔裂谷区位于较强的西伯利亚克拉通与较弱的萨彦—贝加尔造山带结合部位。克拉通一侧下地壳强度大,壳幔机械耦合程度高,实验结果显示,当区域遭受局部拉张时,应力易在克拉通一侧聚集,最先于克拉通与造山带薄弱缝合处的靠近克拉通边缘一侧发育深大断裂。随着岩石圈不断伸展,应力向造山带一侧传递,断裂也随之向造山带一侧发生迁移,呈现雁列式排列。古老克拉通相比于年轻造山带下地壳流变性质差异,决定了贝加尔裂谷窄且深凹陷的发育特征及发育结构的不对称性。 展开更多

关键词 贝加尔裂谷 构造发育 岩石圈流变学 物理模拟

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大陆中部地壳应变局部化与应变弱化 被引量：17

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作者 刘俊来 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1653-1666,共14页

大陆岩石圈流变学研究是构造地质学学科发展的必然,也是发展板块构造理论、探索大陆板块内部变形与动力学演化的核心问题。大陆中部地壳是大陆岩石圈中一个具有特殊性的圈层,其主要成分以花岗质岩石为代表,位于岩石脆-韧性转变域。在中... 大陆岩石圈流变学研究是构造地质学学科发展的必然,也是发展板块构造理论、探索大陆板块内部变形与动力学演化的核心问题。大陆中部地壳是大陆岩石圈中一个具有特殊性的圈层,其主要成分以花岗质岩石为代表,位于岩石脆-韧性转变域。在中部地壳层次上,岩石既具有脆性变形特点,又具有韧性变形属性,而且常常表现出多种流变强度。研究成果显示,中部地壳岩石流变具有许多特殊性:1)应变局部化是中部地壳流动最为典型表现形式;2)存在大陆地壳多震层:多震与强震,显示出中部地壳既弱又强的流变学属性;3)液/岩反应强烈,流体相直接影响着岩石的流变性;4)在许多地区存在有地球物理异常体(低速高导体)。大陆中部地壳应变局部化是板块相互作用过程中地壳层次上应变积累与集中的重要表现。在宏观尺度、中小型尺度和微观尺度上都有着重要的构造特点。地壳岩石的应变弱化,是诱发应变局部化的主要机制。多种形式的水致弱化(包括液压致裂、反应弱化、水解弱化等)与结构弱化(包括细粒化、晶格取向、成分分带性等)对于应变局部化具有重要的贡献。大陆地壳岩石流变学、中部地壳弱化与应变局部化研究,是未来岩石圈流变学研究的重要方向。 展开更多

关键词 岩石圈流变学 中部地壳 应变局部化 弱化机制

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大地震的发生条件

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作者 梁海华 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期294-302,共9页

大地震(特别是8级以上的大地震)的发生必须满足2个基本条件:一个是震源附近要有超过岩石弹性极限的高应力背景;另一个是该处的岩石具有发生地震的能力,即在大地震孕育所需的时间尺度(几千年以上)内岩石能长期保持弹性。为考察第1个条件... 大地震(特别是8级以上的大地震)的发生必须满足2个基本条件:一个是震源附近要有超过岩石弹性极限的高应力背景;另一个是该处的岩石具有发生地震的能力,即在大地震孕育所需的时间尺度(几千年以上)内岩石能长期保持弹性。为考察第1个条件,分析了中国周边三大板块的作用力。认为太平洋板块在海沟附近的俯冲方式所产生的水平力分量较小,而且海沟离中国大陆较远,因此它对中国的地震影响不大;菲律宾海板块对台湾的碰撞使台湾及福建沿海地区为高应力区,但由于碰撞边界的长度只有200km左右,其影响范围不大;印度板块向北推挤是产生中国西部及华北高应力区的最主要原因,文中较详细分析了它的作用,并据此尝试性划分了3个对中国具有强烈影响的地震带。根据岩石的流变性质和地质形成时代把地质体分成了刚性、次刚性和较柔性3类。初步计算了刚性地块的弹性持续时间至少在1Ma以上,而柔性地块的弹性持续时间最多为1ka。因此,8级大地震的位置与刚性地块密切相关。 展开更多

关键词 应力状态 岩石圈流变学 刚性地块

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秦岭造山带三维结构及其动力学分析 被引量：127

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作者 张国伟 郭安林 +2 位作者 刘福田 孟庆任 肖庆辉 《中国科学：地球科学》 CSCD 1996年第S1期1-6,共6页

根据秦岭造山带地表地质、地球化学和地球物理综合研究,概括其现今结构呈现为具流变学分层的“立交桥”式三维结构几何学模型。并从其构造几何学与运动学特征,进行构造动力学分析,认为它是在长期构造演化基础上,主要是中新生代以来深部... 根据秦岭造山带地表地质、地球化学和地球物理综合研究,概括其现今结构呈现为具流变学分层的“立交桥”式三维结构几何学模型。并从其构造几何学与运动学特征,进行构造动力学分析,认为它是在长期构造演化基础上,主要是中新生代以来深部地幔动力学和岩石圈圈层关系调整变动的产物。 展开更多

关键词 岩石圈流变学分层 造山带三维结构 地幔动力学 圈层耦合关系

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