李世文:全球地幔转换带三维电性结构研究论文

李世文:全球地幔转换带三维电性结构研究论文

本文主要研究内容

作者李世文(2019)在《全球地幔转换带三维电性结构研究》一文中研究指出:地幔转换带的导电性对温度、含水量、熔融状态等非常敏感,因此由地磁测深方法获得的电性结构可以很好的约束转换带性质,支撑深部动力学问题的研究。但地磁测深研究中面临的重要问题是可用的地磁台站分布较为稀疏,并且部分台站的数据质量较差,不宜采用传统的L2-范数反演。为降低质量较差数据对反演结果可靠性的影响,使更多的台站数据参与三维反演,提高地磁测深对地幔转换带电性结构的分辨能力,获得更加精细的地球内部三维电性分布特征,本文提出并实现了基于L1-范数正则化的地磁测深三维反演技术。本文采用自参考的BIRRP数据处理方法得到了全球中低纬度129个地磁台站的C-响应数据,其中65个台站的数据质量较高,但同时还存在64个数据质量较差的台站。之后对129个台站周期为3.5113.8天的C-响应数据进行L1-范数三维反演。反演计算中使用L1-范数度量目标函数中的数据拟合差,以降低质量较差数据对反演结果的影响;涉及的正演模拟基于球坐标系下的交错网格有限差分法,反演采用有限内存拟牛顿法;以全球平均一维电性结构为初始模型,考虑海洋效应的影响,并允许电导率在410 km、520 km和670 km的不连续界面上发生跳跃,得到了全球地幔转换带和下地幔上部的电性分布。地磁测深L1-范数反演获得的全球地幔三维电导率模型显示,4101600 km深度内的电性存在强烈横向变化,其中地幔转换带下层的横向变化最明显,高阻和高导异常之间的电性差异超过两个数量级。该模型与前人反演结果具有许多共同特征:地幔转换带中,欧洲南部和北非地区存在高阻,中国东北部存在高导异常,非洲南部也出现了电导率的升高。由于本文提出的L1-范数反演采用了更多的台站数据,反演结果具有更高的分辨率,在地幔转换带中发现部分新导电异常特征:1)百慕大地区存在明显的高导异常,并主要分布在转换带下层和下地幔上部;2)亚洲东部地区的转换带表现为多个独立的高导异常体而不是整体高导,尤其中国地区的中部和东北部均存在明显的高导异常中心;3)南美洲南端的转换带中电导率显著升高。结合岩石物理模型,本文发现这些高导异常具有不同的成因:1)部分异常与水循环相关:根据地幔转换带中电导率与含水量的关系,发现转换带中的含水量分布具有明显的不均匀性,并且转换带上层中储存了大量的水,而与水循环密切相关的板块脱水过程主要发生在转换带下层;2)部分异常还与热异常相关:百慕大地区的高导异常是本文重要的新发现。文中根据实验室的高温高压岩石电导率测量结果,对百慕大地区的电性结构进行分析,并结合该地区的地震成像结果,作者认为百慕大地区可能存在起源于下地幔的热物质上升流。

Abstract

de man zhuai huan dai de dao dian xing dui wen du 、han shui liang 、rong rong zhuang tai deng fei chang min gan ,yin ci you de ci ce shen fang fa huo de de dian xing jie gou ke yi hen hao de yao shu zhuai huan dai xing zhi ,zhi cheng shen bu dong li xue wen ti de yan jiu 。dan de ci ce shen yan jiu zhong mian lin de chong yao wen ti shi ke yong de de ci tai zhan fen bu jiao wei xi shu ,bing ju bu fen tai zhan de shu ju zhi liang jiao cha ,bu yi cai yong chuan tong de L2-fan shu fan yan 。wei jiang di zhi liang jiao cha shu ju dui fan yan jie guo ke kao xing de ying xiang ,shi geng duo de tai zhan shu ju can yu san wei fan yan ,di gao de ci ce shen dui de man zhuai huan dai dian xing jie gou de fen bian neng li ,huo de geng jia jing xi de de qiu nei bu san wei dian xing fen bu te zheng ,ben wen di chu bing shi xian le ji yu L1-fan shu zheng ze hua de de ci ce shen san wei fan yan ji shu 。ben wen cai yong zi can kao de BIRRPshu ju chu li fang fa de dao le quan qiu zhong di wei du 129ge de ci tai zhan de C-xiang ying shu ju ,ji zhong 65ge tai zhan de shu ju zhi liang jiao gao ,dan tong shi hai cun zai 64ge shu ju zhi liang jiao cha de tai zhan 。zhi hou dui 129ge tai zhan zhou ji wei 3.5113.8tian de C-xiang ying shu ju jin hang L1-fan shu san wei fan yan 。fan yan ji suan zhong shi yong L1-fan shu du liang mu biao han shu zhong de shu ju ni ge cha ,yi jiang di zhi liang jiao cha shu ju dui fan yan jie guo de ying xiang ;she ji de zheng yan mo ni ji yu qiu zuo biao ji xia de jiao cuo wang ge you xian cha fen fa ,fan yan cai yong you xian nei cun ni niu du fa ;yi quan qiu ping jun yi wei dian xing jie gou wei chu shi mo xing ,kao lv hai xiang xiao ying de ying xiang ,bing yun hu dian dao lv zai 410 km、520 kmhe 670 kmde bu lian xu jie mian shang fa sheng tiao yue ,de dao le quan qiu de man zhuai huan dai he xia de man shang bu de dian xing fen bu 。de ci ce shen L1-fan shu fan yan huo de de quan qiu de man san wei dian dao lv mo xing xian shi ,4101600 kmshen du nei de dian xing cun zai jiang lie heng xiang bian hua ,ji zhong de man zhuai huan dai xia ceng de heng xiang bian hua zui ming xian ,gao zu he gao dao yi chang zhi jian de dian xing cha yi chao guo liang ge shu liang ji 。gai mo xing yu qian ren fan yan jie guo ju you hu duo gong tong te zheng :de man zhuai huan dai zhong ,ou zhou na bu he bei fei de ou cun zai gao zu ,zhong guo dong bei bu cun zai gao dao yi chang ,fei zhou na bu ye chu xian le dian dao lv de sheng gao 。you yu ben wen di chu de L1-fan shu fan yan cai yong le geng duo de tai zhan shu ju ,fan yan jie guo ju you geng gao de fen bian lv ,zai de man zhuai huan dai zhong fa xian bu fen xin dao dian yi chang te zheng :1)bai mu da de ou cun zai ming xian de gao dao yi chang ,bing zhu yao fen bu zai zhuai huan dai xia ceng he xia de man shang bu ;2)ya zhou dong bu de ou de zhuai huan dai biao xian wei duo ge du li de gao dao yi chang ti er bu shi zheng ti gao dao ,you ji zhong guo de ou de zhong bu he dong bei bu jun cun zai ming xian de gao dao yi chang zhong xin ;3)na mei zhou na duan de zhuai huan dai zhong dian dao lv xian zhe sheng gao 。jie ge yan dan wu li mo xing ,ben wen fa xian zhe xie gao dao yi chang ju you bu tong de cheng yin :1)bu fen yi chang yu shui xun huan xiang guan :gen ju de man zhuai huan dai zhong dian dao lv yu han shui liang de guan ji ,fa xian zhuai huan dai zhong de han shui liang fen bu ju you ming xian de bu jun yun xing ,bing ju zhuai huan dai shang ceng zhong chu cun le da liang de shui ,er yu shui xun huan mi qie xiang guan de ban kuai tuo shui guo cheng zhu yao fa sheng zai zhuai huan dai xia ceng ;2)bu fen yi chang hai yu re yi chang xiang guan :bai mu da de ou de gao dao yi chang shi ben wen chong yao de xin fa xian 。wen zhong gen ju shi yan shi de gao wen gao ya yan dan dian dao lv ce liang jie guo ,dui bai mu da de ou de dian xing jie gou jin hang fen xi ,bing jie ge gai de ou de de zhen cheng xiang jie guo ,zuo zhe ren wei bai mu da de ou ke neng cun zai qi yuan yu xia de man de re wu zhi shang sheng liu 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自吉林大学的李世文,发表于刊物吉林大学2019-06-25论文,是一篇关于地磁测深论文,三维反演论文,范数论文,地幔转换带论文,百慕大论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自吉林大学2019-06-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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