洋底动力学 动力篇

本书介绍了水平与垂直、绝对与相对的板块运动学特征及研究方法；从动力学角度，分析了地幔的固态流变特性和板块的受力系统，对比剖析了板块模式和地幔柱模式的两种地幔对流，阐明了全地幔对流系统的示踪与模拟技术及其揭示的地幔不均一性。本书以地球系统科学思想为指导，综合回顾了固体地球驱动机制探索的历史和论争，深入介绍了近期新的相关驱动机制；最后，从多圈层角度，上升到探索地球系统驱动机制，分析洋底各种现象的多圈层耦合动力机制。这是一本既有基础知识，又有前沿研究成果的教学参考书。

第1章洋底运动学1
1.1板块欧拉运动1
1.1.1有限转动2
1.1.2欧拉极跃迁3
1.1.3相对板块运动和板块运动链5
1.2绝对板块运动7
1.3板块水平与垂直运动14
1.4板块、转换断层和地幔柱16
1.4.1板块与多属性岩石圈16
1.4.2软流圈与热边界层20
1.4.3俯冲板片21
1.4.4板块拓扑结构23
1.4.5理想的板块构造理论25
1.4.6板块系统的自组织与耗散28
1.4.7热点与地幔柱：垂向运动32
1.4.8转换断层38
1.5板块水平运动的证据42
1.5.1地磁反转与对称的海底扩张42
1.5.2震源机制与活动的海底扩张边界44
1.5.3深海钻探与渐变的沉积物厚度45
1.5.4现今GPS测量46
第2章洋底动力学52
2.1地幔的固态流变性52
2.2地幔对流模式60
2.2.1板块模式的地幔对流72
2.2.2地幔柱模式的地幔对流85
2.3板块受力系统110
2.3.1成分浮力110
2.3.2大陆碰撞力121
2.3.3间歇性板块构造122
2.3.4现今板块受力分析128
2.4全地幔对流系统135
2.4.1同位素示踪136
2.4.2稀有气体示踪150
2.4.3微量元素-同位素示踪168
2.4.4地幔不均一性184
第3章固体地球驱动机制208
3.1板块驱动力问题的本源209
3.1.1固定论的动力问题本源209
3.1.2活动论的动力问题本源227
3.2板块驱动力的本质243
3.2.1板块运动的浅部因素243
3.2.2板块运动的深部根源246
3.2.3一阶模式与二阶模式的对立和转换249
3.2.4南北半球与东西半球动力壁障机制251
3.2.5前板块体制下变形的驱动机制252
3.2.6微板块驱动力与地球流变机制254
3.2.7瑞利-泰勒不稳定性驱动机制255
3.3中国大地构造学派的继承与创新257
3.3.1地质力学257
3.3.2多旋回构造学说258
3.3.3地洼构造学说259
3.3.4波浪镶嵌构造学说261
3.3.5断块构造学说263
3.4驱动力研究的方法论与认知论265
第4章地球系统驱动机制270
4.1地表“三极”270
4.1.1北极冰盖形成与地表系统演变271
4.1.2南极冰盖形成与地表流体系统演变273
4.1.3青藏高原隆升与地表流体系统演变274
4.2海底“三极”275
4.2.1东亚环形俯冲系统与东亚超级汇聚277
4.2.2太平洋LLSVP、大火成岩省与超大洋278
4.2.3非洲LLSVP、超大陆与微陆块单向裂解漂移280
4.2.4深部地球动力系统驱动机制281
4.3地球“六极”的动力学关联288
4.3.1板块分离、海峡通道开启与南极冰盖形成290
4.3.2板块汇聚、海峡通道关闭与高原隆升290
4.3.3板块分离、大洋传送带形成与北极冰川291
4.4地球系统动力学研究趋势292
4.4.1地球系统驱动力与重力引擎292
4.4.2多圈层相互作用与流固耦合296
4.4.3地圈-生物圈共演化与宜居地球298
参考文献301
索引329
后记331