地球的环境、自然灾害和大地构造动力学

第一章 季节性积雪区融雪的同位素演化及其对水文化学研究的意义 1

1.1 引言 2

1.2 观测 4

1.3 一维物理模型 6

1.3.1 基本方程 6

1.3.2 无量纲方程 7

1.3.3 初始条件和边界条件 8

1.4 冷冻室融雪实验 9

1.4.1 实验方法 9

1.4.2 融雪的同位素组成 10

1.4.3 模拟结果 10

1.5 意义 13

1.5.1 水文过程线分解 13

1.5.2 融雪同位素组成对流域水文化学研究的意义 16

1.6 结论 16

参考文献 17

第二章 地壳与上地幔内粘弹性应力变化在地震触发中的作用 21

2.1 库仑应力的概念 22

2.2 地壳与地幔的粘弹性质及断层的几何模型 24

2.3 1992年Landers地震产生的同震应力变化 25

2.4 1999年Hector Mine震源地区的粘弹性应力变化 28

2.5 Hector Mine地震产生的同震应力变化 30

2.6 对圣安德列斯断层的影响 30

2.7 对南加州其他断层的影响 33

2.8 结论 34

参考文献 34

第三章 爆发式火山喷发和湖泊喷发的机理和动力学 39

3.1 气驱喷发简介 41

3.1.1 气驱火山喷发 42

3.1.2 湖泊喷发 44

3.1.3 海洋喷发的可能性 46

3.2 爆发式火山喷发的机理和过程概述 47

3.1.4 火山喷发对环境的影响 47

3.3 岩浆中的水 51

3.4 爆发式火山喷发和湖泊喷发的能量学 55

3.4.1 能量学和动力可逆度 55

3.4.2 动力可逆过程的能量学 56

3.5 爆发式火山喷发的动力学 59

3.5.1 岩浆中的气泡生长 61

3.5.2 火山颈内岩浆破裂前含气泡的岩浆流动 64

3.5.3 岩浆破裂 65

3.5.4 火山颈内岩浆破裂后含岩浆颗粒的气体流动 69

3.5.5 火山喷发气流的动力学 73

3.5.5.1 火山喷发柱的动力学 74

3.5.5.2 火山碎屑流的动力学 77

3.6 湖泊喷发的机理和动力学 78

3.6.1.1 水下气泡流的能量学 79

3.6.1.2 水下气泡流的动力学 79

3.6.1 水下气泡流 79

3.6.2 喷出水面后二氧化碳气流的动力学 80

3.6.3 湖泊的人工去气 80

3.7 展望 82

参考文献 85

第四章 亚洲新生代大陆构造演化史的初步综合回顾 97

4.1 引言 98

4.2 新生代东亚大陆构造演化史 99

4.2.1 喜马拉雅-青藏高原造山运动 99

4.2.2 扎格罗斯-伊朗造山带 102

4.2.3 亚洲中部地区 103

4.2.4 中国北部地区 105

4.2.5 亚洲东部边缘地区 106

4.3 新生代岩浆作用 109

4.3.1 空间分布和变形作用的关系 109

4.4 重建新生代亚洲大陆构造演化史的初步尝试 113

4.3.2 地球化学 113

4.5 新生代火山作用和晚第三纪板块内部东-西向伸展作用发生的可能机制 117

4.5.1 新生代亚洲大陆构造演化史的基本特征 117

4.5.2 新生代板块内部的火山作用的起源 117

4.5.3 晚第三纪东-西向伸展作用的起源 118

4.5.4 板块内部火山作用和晚第三纪东-西向伸展作用发生的构造模型 119

4.6 总结 121

参考文献 122

第五章 印度-亚欧板块碰撞是否引起了亚洲大陆下的地幔横向挤出？ 135

5.1 引言 136

5.2 地幔结构的地震层析成像 138

5.3 数值模拟 141

5.4 讨论与结论 143

参考文献 146

第六章 全球地震层析成像：热点和地幔热柱的深部结构及起源 151

6.1 引言 152

6.2 方法和数据 153

6.3 分辨率分析和反演结果 155

6.4 讨论 159

6.4.1 热柱的起源 159

6.4.2 热柱的倾斜 159

6.4.3 热点的岩浆喷发量 161

6.4.4 热柱的温度 161

6.5 结论 162

参考文献 163

第七章 俯冲带成因的全新解释及其对全球大地构造的意义 167

7.1 引言 168

7.2 历史回顾及新概念的诞生 169

7.3 导向新概念的观察 170

7.4 定性描述及定量计算 175

7.4.1 大洋海台模式 175

7.4.2 定量考虑 177

7.5 新概念与现有模型的比较 180

7.6 新概念的有效性及预测性 181

7.6.1 夏威夷-皇帝海山链43百万年前折曲的成因 181

7.6.2 蛇绿岩定位、玻安岩的产生以及前弧英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗岩（TTG）的成因 184

7.6.3 大陆增生机制 184

7.6.4 被动大陆边缘——未来俯冲带的轨迹 185

7.7 进一步的工作 186

7.8 总结 187

参考文献 188

第八章 海洋地壳热结构和生成机制的回顾 195

8.1 引言 196

8.2 为什么研究海洋地壳热结构 197

8.2.1 对海洋岩石圈流变性质的控制作用 197

8.2.2 对海底扩张过程和洋脊地形变化的控制作用 198

8.2.3 对洋脊下面岩浆房深度变化的控制作用 199

8.3 大洋中脊热结构和海洋地壳形成过程模型 202

8.3.1 目前热结构模型简介 205

8.4 讨论 208

8.4.1 在中速扩张速率的大洋中脊的敏感度问题 208

8.4.2 地幔热柱对于洋脊处热液冷却作用的影响问题 211

8.4.3 辉长岩的形成过程 213

8.4.4 稳态和随时间变化的海洋地壳形成过程 214

8.5 总结 214

参考文献 216

第九章 年轻洋壳的高渗透率：从地热和液压资料做出的推断 223

9.1 引言 224

9.2 水热对流 228

9.3 潮汐引发的液压变化和水流 233

9.4 构造应变引发的液压变化和水流 240

9.5 总结 244

参考文献 245

索引 248