资源描述：
《地幔热柱动力学研究的新进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2001年3月地球物理学进展第16卷第1期地幔热柱动力学研究的新进展1,221熊熊滕吉文许厚泽(1.中国科学院测量与地球物理研究所,武汉430077;2.中国科学院地质与地球物理研究所,北京100101)摘要:由于地幔热柱对我们了解地球动力学和地幔动力学过程具有非常重要的科学意义,因此受到国际地学界的广泛关注.近年来,随着一系列国际研究计划的展开和实施,热柱动力学的研究取得了很大进展.本文拟合国际热柱岩石圈相互作用研讨会!的讨论内容,对热柱领域
2、已取得的进展和存在的问题作一简要的回顾,以期对进我国热柱动力学研究的发展有所埤益.关键词:地幔热柱;动力学;进展中国分类号:P315;P541文献标识码:A文章编号:10042903(2001)010062081引言[1]地幔热柱(plume)通常与热点联系在一起.1963,Wilson在研究夏威夷火山链和其他六个类似岛链的起源时,首次提出了热点的观点.最初他识别出16个热点,但随后很快增加到[2]21个,此后,根据不同的定义,不同的作者提出了其各自识别的热点数目,如24个、42[3]
3、[4]个和117等.一些地学家由地表的热点分布推测了地幔中可能存在的热柱分布.需要指出的是,这些热点的识别和圈定主要的依据来自地表的地质和地球物理考察.20世纪80年[514]代发展起来的地震层析成象技术为我们了解地球内部结构、地表热点的深部背景和从地球内部的角度更准确定义热点提供了客观依据.从层析图象上,我们清晰地看到地表热点的深部背景地幔热柱.众所周知,地学界关于地幔对流的尺度与规模问题一直存在很大的争议.迄今提出的、[15]较具代表性的地幔对流模式大致有全地幔对流,上、下地幔分层对流和杂交
4、模式等等.由于地幔热柱可认为是地幔对流的上升翼,反之,冷柱为下降翼.因此研究地幔热柱可以说是从另一个角度研究地幔对流问题.而热柱动力学研究也不可避免地涉及到地幔对流研究的方方面面,反过来,又为我们了解地幔的动力学行为和过程开辟了一个窗口.所以,近年来,地幔热柱及其动力学研究受到国际地学界的广泛关注.美国、欧洲以及一些国际性组织也继提出了一系列的国际研究计划,从地球物理学、地质学、地球化学等学科对地幔热柱展开广泛而深入的研究.收稿日期:20000911;修订日期:20001201.基金来源
5、:国家自然科学基金项目(49734015)和(49874005)资助.作者简介:熊熊,男,1965年生,湖北加鱼人,理学博士,主要从事地球动力学研究.第16卷第1期熊熊等:地幔热柱动力学研究的新进展∀63∀为了总结近年来在地幔热柱领域所取得的研究成果,并对今后研究提出一些方向性的问题,国际地震学与地球内部物理学联合会(IASPEI)决定由国际岩石圈计划(ILP)资助、委托法国路易巴斯德大学地球科学系召集,于2000年4月911日在法国斯特拉斯堡举行
6、热柱岩石圈相互作用国际研讨会!,共有来自法国、英国、美国、德国、瑞典、俄罗斯、乌克兰、保加利亚、芬兰、斯洛伐克、荷兰、丹麦、意大利、印度、中国等16个国家48位学者参加了本次研讨会.会议就目前在国际热柱学研究领域所取得的最新进展以及所存在的问题和今后一段时期的研究方向展开了激烈和高效率的讨论.受国际岩石圈计划和法国路易巴斯德大学地球科学系邀请与资助,作者作为中国唯一的代表参加了本次会议.本文拟结合本次会议讨论内容,分热柱的地震层析成象研究、是否存在超级热柱?热柱的起源深度、热柱与岩石圈的相互作
7、用以及热柱的温度等五个方面对国际地学界近年来在地幔热柱领域所取得的成果和存在的问题进行总结,以期对促进我国地幔热柱学研究的发展、与国际前沿研究接轨有所埤益.2地幔热柱的地震层析成象研究地幔热柱在地球动力学、地幔动力学中的重要作用和新一代24位宽带流动地震记录仪的出现,使用地震学方法寻找地幔热柱的课题成为地球物理学一项真正而又现实的挑战.经过长期的酝酿和准备,1991年,国际地学界提出了所谓的TRACK(TrackingContinentalPlumeStructuresbySeismolog
8、icalMeans)!计划,这是一项多国家(美国、英国、法国、德国等)参与涉及多学科,旨在用地震学方法由地表到核幔边界对大陆下热柱进行高精度的地震层析成象.该计划的第一阶段为1991~1992年开始的MassifCentral层析计划,此后,开展了一系列的后续计划研究.目前,该计划仍在进行之中.TRACK计划的主要任务之一和所取得的最引人注目成就就是对冰岛热柱进行的高分[16]辨率地震学成象.关于冰岛热柱的早期地震学成象研究可追溯到1983年,Tryggvason等利用冰岛上固定短周期地震台网
