利用面积高程积分方法研究龙门山断裂带地貌隆升特征

为对龙门山断裂带区域的构造与侵蚀现状进行分析,通过利用ArcG IS对龙门山断裂带内的ASTER-DEM30 m数据进行面积-高程积分计算,并结合构造、岩性、第四系以及河流等基础资料研究了该地区隆升差异。结果表明:面积-高程积分值(hypsometric integral,HI)0. 43区域主要集中在研究区的西部及北部同时,其值与区域内的夷平面具有较好的耦合性;HI 0. 60在松潘—甘孜褶皱带内的分布较广,在扬子地台分布范围最少,龙门山构造带无分布; HI 0. 35分布主要沿着龙门山构造带为中心进行展布,以侵蚀下切为主。在构造带较为活跃的区域,构造活动依然是区域作用的主要背景,在内动力直接作用的区域内,HI0. 43,以隆升为主;河流、岩性分布特征以及构造断裂的密度会随着后期作用逐渐对抬升起到抑制作用,断裂带发育密集、第四系分布较广以及岩性复杂的龙门山构造带,HI 0. 35,是以侵蚀下切为主;扬子地台河流发育密集且发育程度高,HI偏低,以隆升停滞或侵蚀为主。可见,构造、岩性、第四系以及断裂带的分布对区域地貌特征影响较为明显,而局部区域上的差异是由影响因素发挥作用差异决定的。根据值,为避免工程选址处于构造活动强烈区域提供一定依据。     

阿尔秦造山带的逆冲—走滑构造模式

阿尔泰造山带的运动学研究证明，该造出带是由逆冲冲和水平左旋切合成作用的产物。水平运动分量沿造山带自ＳＥ向ＮＷ增大，致使造山带的运动从ＳＥ段的逆冲为主逐渐过渡到ＮＷ段的基旋走滑为主。横向上水平分量自造山带腹地（ＮＥ）向前陆（ＳＷ）增大，造成腹地逆冲、前陆走滑、中间为过渡状态的特殊运动方式。推测形成这种运动方式的原因是造山带闭合时的斜向碰撞和造山带前缘准噶尔地块的透镜体边界效应。     

汶川大地震与龙门山构造带

汶川大地震与龙门山构造带紧密相关.构造带的分布和发育程度控制了大地震的主要范围和余震范围.构造带的推覆构造特征很可能控制了地震震源深度、震中区与烈度区的不同位等特征.构造破碎带的发育程度和次要断裂的发育程度及地形条件是引起次生灾害的主要原因,余震及天气条件是引起次生灾害重复率高、延续时间长的重要因素.灾后重建工作应充分考虑这些地质与气候条件.     

龙门山造山带构造演化模式的建立

龙门山造山带是扬子板块的西延部分,主要受到3条断裂的控制,分别是汶川-茂汶断裂、北川-映秀断裂和江油-灌县断裂.在扬子板块与松潘-阿坝地块的挤压下,龙门山于印支晚期开始褶皱隆升造山,在造山的过程中控制造山带的3条主要断层由正断层转换成为逆断层.综合前人的观点,通过野外基础地质调查并利用平衡剖面法恢复了龙门山的造山过程,并建立了造山带构造演化模式.结果表明,龙门山在造山初期主要是受到北西方向力的作用;晚三叠世末期主要受到由于东南方向太平洋板块的挤压而迫使扬子板块挤压的应力作用;燕山期龙门山造山带继承了印支期的逆冲推覆构造作用继续上升;喜玛拉雅期推覆构造进一步发展,在推覆构造活动加剧的同时,由于重力作用,使被推到高处的不稳定岩体大量下滑,形成滑覆体和推覆体叠加的构造格局,最终演化为现今的构造样式.     

龙门山构造转换带对油气成藏的控制作用

龙门山冲断带前缘地区发育大量油气田或含油气构造,主要分布在安县构造转换带和灌县构造转换带,通过野外地质调查和典型地震资料解析,结合沉积相分布特征,研究其构造带对油气成藏的控制作用.结果表明,安县构造转换带和灌县构造转换带具有较好的陆相碎屑岩储集层展布特征,并且具有较为有利的构造圈闭,即中浅部发育冲起构造型圈闭,深部发育与滑脱层相关的双重构造圈闭,因此安县构造转换带和灌县构造转换带具有较好的油气勘探前景.     

龙门山唐王寨地区逆冲推覆体构造特征

推覆构造体系是由几条逆冲断裂带及其逆冲席、逆冲片组成;主干断层与次级断层组成叠瓦式构造。本文对研完这四条主干;搏冲断裂带及其间的逆冲席、前缘区的侍征进行了详细描述;并通过野外观察和室内泥.模拟试脸研充了推覆构造的发展演变及形成机制;指出其前缘三角区是最有利的油气勘探区。
     

龙门山唐王寨地区逆冲推覆体及其前缘带含油性

通过有机地化研究表明;逆冲推夜体及其前缘带有下寒武统黑灰色可岩、二亚系深灰色生物灰岩及黑灰色页岩、中三叠统雷口坡组白云岩、上三盛统须家河组灰黑色泥岩及煤层等四套较好的生油岩系.本区储集层以低低孔为特征;构造破坏强烈;油气保存条件较差;但在前稼带受力肠、保存完整的构造上;仍是寻找构造油气藏或岩性—构造油气藏的最有利地区;如天井山背针东南翼的断层下盘及枫顺场突起背针.

     

龙门山造山带构造演化模式的建立

龙门山造山带是扬子板块的西延部分,主要受到3条断裂的控制,分别是汶川-茂汶断裂、北川-映秀断裂和江油-灌县断裂.在扬子板块与松潘-阿坝地块的挤压下,龙门山于印支晚期开始褶皱隆升造山,在造山的过程中控制造山带的3条主要断层由正断层转换成为逆断层.综合前人的观点,通过野外基础地质调查并利用平衡剖面法恢复了龙门山的造山过程,并建立了造山带构造演化模式.结果表明,龙门山在造山初期主要是受到北西方向力的作用;晚三叠世末期主要受到由于东南方向太平洋板块的挤压而迫使扬子板块挤压的应力作用;燕山期龙门山造山带继承了印支期的逆冲推覆构造作用继续上升;喜玛拉雅期推覆构造进一步发展,在推覆构造活动加剧的同时,由于重力作用,使被推到高处的不稳定岩体大量下滑,形成滑覆体和推覆体叠加的构造格局,最终演化为现今的构造样式.     

太湖穹窿中逆－逆冲断层及外围的推覆构造

太湖穹窿中逆－逆冲断层均发育在褶皱的翼部，并在平面上成放射状排列。而推覆构造为浅成的、弧立的飞来峰散布在穹窿的外围．通过几何学、运动学的研究，揭示这些构造与太湖穹窿在成因上有密切联系．即当垂直构造力向上顶托形成隆起时，岩层沿下震旦统软弱层发生垂直半径方向的收缩，产生侧向挤压，形成穹窿褶边褶皱，并在褶皱陡翼产生逆－逆冲断层，组合成放射状构造。而在穹窿的中心顶部出现正断层，受正断层切割的顶部地层失去相互牵制力，在重力作用下发生向四周滑动，形成散布在穹窿外围的推覆体。穹窿顶部成为构造剥蚀区，其缺失的地层与推覆体相对应．因此逆断层、逆冲断层、推覆构造、褶边褶皱是形成太湖穹窿时，同一构造力作用的产物，并组成统一的构造系统。     

四川龙门山中段变形和变质历史(英文)

在龙门山的中段,四川盆地西缘的逆冲断层起源于紧靠汶川-茂汶断裂西侧的变质“根带”。汶川-茂汶断裂代表一条20～25km宽的剪切带的晚期脆性变形阶段。该剪切带活动于大约200Ma前的印支期。在汶川-茂汶剪切带北西侧的松潘-甘孜褶皱带中,印支期的NE-SW向挤压形成D_1逆冲断层,并被NW向F_2直立褶皱所叠加。当松潘-甘孜褶皱带受到D_1-D_2期缩短时,相邻的四川盆地并没有发生变形。两个地区的差异应变被发育于D_3的汶川-茂汶左行剪切带所容纳。松潘-甘孜褶皱带中持续的NE-SW向缩短导致了龙门山地区的SE向挤压。这种SE向挤压引起沿汶川-茂汶剪切带发生局部地壳加厚和巴罗型(Barrovian-type)变质作用。汶川-茂汶剪切带的运动学特点由D_3的左行剪切逐渐转变为D_4的SE向逆冲。这种逆冲作用引起了变质地区的初步隆起,以及龙门山地区第一期推覆体的就位。在印支期变形的后期(D_5),岩石发生褶皱并被花岗岩体侵入。现在的汶川-茂汶断裂位置是在更晚的变形阶段确立的。这个阶段的变形可能导致了彭灌基底杂岩沿着映秀-北川断裂发生隆起。在这一事件中,汶川-茂汶断裂是作为一条具有显著左行走滑分量的脆性正断层活动的。这一事件可能对应于龙门山地区的第二期推覆体运动,并且可能发生于侏罗纪—第三纪之间,或者是在喜马拉雅期。     

龙门山中段川西前陆盆地初始盆山边界及其变迁

通过对龙门山中段造山带、前陆盆地、飞来蜂的构造变形和构造演化研究,结合前陆盆地物源分析.确定了盆山转换时期川西前陆盆地初始盆山边界,重塑了盆山边界的变迁过程.研究表明,盆山转换初期川西前陆盆地盆山初始边界断裂为茂汶断裂,现今分布于冲断带内的飞来蜂均来自于茂县-汶川断裂与北川-映秀断裂之间的区域.印支-燕山期造山带向南东挤出,使位于茂县-汶川断裂带与映秀-北川断裂带问的地层发生交形和冲断隆升,形成北东向构造.作为前陆盆地基底的海相碳酸盐岩地层逐渐被抬升剥露,成为飞来蜂的源.随着造山带不断地冲断隆升,前陆冲断带向南东扩展,盆山边界由初始的茂县-汶川断裂依次向南东迁移至北川-映秀断裂、彭-灌断裂和关口-彰明断裂以东.     

龙门山冲断带分段-分带性构造格局及其差异变形特征

龙门山冲断带地处青藏高原东缘,介于松潘-甘孜褶皱带与四川盆地之间,由一系列走向北东、倾向北西的逆冲断层及其所夹的岩片组成.分段一分带性构造格局是龙门山冲断带的基本特点和重要特色.龙门山自西向东发育有4条主干断裂:茂县-汶川断裂、北川-映秀-五龙断裂、安县-都江堰(原称"灌县")-双石断裂和广元-大邑-雅安(隐伏)断裂.由这些主干断裂分隔,龙门山冲断带沿倾向表现出明显的分带性变形特征,以其典型构造特征自西向东称为弧形韧性变形带、基底冲断-同劈理褶皱带、同心褶皱-叠瓦冲断带、前陆扩展变形带和前陆坳陷带,它们自西向东显示层次渐浅、韧性递减、脆性渐强的变形特点.龙门山冲断带沿走向以北川-安县与卧龙-怀远-线为界可三分为北段、中段和南段,北段以出露轿子顶基底杂岩和唐王寨向斜及其前缘叠瓦冲断系为主要特征,中段以出露彭灌基底杂岩及其前缘发育飞来蜂为典型特征,南段以出露五龙、宝兴基底杂岩及其前缘发育飞来蜂为典型特征.自北东向南西,龙门山冲断带沿走向具有构造起始和定型时期渐晓、脆性渐强、前陆卷入变形的程度渐强、新生代隆升渐快和活动性增强的变化趋势.     

龙门山造山带-川西前陆盆地系统构造事件研究

通过对构造事件形成的产物 (岩浆岩、各种矿物等 )进行氩 -氩年龄测定、裂变径迹年龄测定、ESR年龄测定和计算机模拟 ,得出龙门山造山带 -川西前陆盆地系统自印支期以来 ,共发生了 7次构造事件 :(1)卡尼期末的构造事件 (D1 ) ,形成 S1 和 F1 ,并有区域低温动热变质作用 ;(2 )诺利期末的构造事件 (安县运动 ,D2 ) ,产生川西前陆盆地上三叠统须四段与下伏地层不整合接触和须四段砾岩的分布 ,并有较强的岩浆作用 ;(3)燕山期 (12 0～ 130 Ma,D3) ,有较强的岩浆作用和变质作用 ;(4 )喜马拉雅期 6 0 Ma左右的构造事件 (D4) ;(5 )喜马拉雅期 30～ 40Ma的构造事件 (D5 ) ;(6 )喜马拉雅期 2 0～ 2 5 Ma的构造事件 (D6 ) ;(7)喜马拉雅期 10 Ma的构造事件 (D7)。后 4次构造事件使龙门山造山带 -川西前陆盆地系统发生强烈的冲断作用和隆升作用     

汶川地震的地表破裂与逆冲-走滑作用

2008年5月12日在龙门山映秀-北川断裂带发生的8.0级特大地震,属于逆冲-走滑型地震.作者以地表破裂为切入点,在映秀-北川断裂和彭灌断裂的关键部位,对断错山脊、洪积扇、河流阶地、边坡脊、断层陡坎、河道锴断、冲沟侧缘壁位错、小路位错、公路位错、公路拱曲、构造裂缝、断层偏转、擦痕、挤压脊、坡中槽等汶川地震所导致的地表破裂和断裂带开展了详细的野外地貌测量,标定了映秀-北川断裂带和彭灌断裂的垂向断距和水平断距,结果表明汶川地震的地表破裂带沿北东东向延伸,走向介于NE30°～50°之间,倾向北西,倾角介于30°～40°之间.其中北川-映秀断裂带的破裂带从映秀向北东延伸达180～190 km,属于单侧多点破裂型,以逆冲-右行走滑为特点,垂直位错为1.60～6.00 m,水平位错为0.20～6.50 m;彭灌断裂的地表破裂出露于彭州磁蜂场-绵竹汉旺之间,长度为30～40 km,以逆冲-右行走滑为特点,垂直位错为0.39～2.00 m之间,水平位错为0.20～0.70 m.表明该地震地表破裂带存在逆冲运动分量和右行走滑运动分量,逆冲运动分量略大于或等于右行走滑运动分量.根据历史地震和活动构造地貌的年龄测定资料,作者认为该区单条断裂的强震复发间隔在1～3ka.在此基础上,初步编制了龙门山地区的地质动力模型图,并认为下地壳物质在龙门山的近垂向挤出和垂向运动,导致了龙门山断裂带的向东逆冲运动、龙门山构造带抬升和汶川特大地震.     

龙门山造山带与川西前陆盆地耦合关系及其对油气成藏的控制

以盆地构造-沉积分析为手段,研究了印支期以来川西前陆盆地与龙门山造山带的耦合关系,探讨了川西前陆盆地的构造演化及其对油气藏的控制作用.认为龙门山造山带是经历了印支期、燕山期和喜马拉雅期多期、多类型推覆叠加而形成的复杂地质体,因而造成川西前陆盆地经历了前陆、坳陷、再生前陆的沉积充填过程,该区盆山耦合模式主要为剖面上的前展武逆冲双重构造,平面上表现为NE构造带和近EW向的横断层;造山带和盆地的共同演化不仅形成了多套烃源岩.而且控制了油气保存与有效成藏区带.逆掩推覆带和前陆坳陷带是油气勘探的有利区带.     

青藏高原东缘及四川盆地晚中生代以来隆升作用对比研究

通过系统对比磷灰石裂变径迹数据,从整体上探讨了青藏高原东缘地区与四川盆地各地质单元在晚中生代、新生代抬升冷却特征.它们的构造活动在空同上具有分区性和连续性特征,在时间上具有幕武性特点.构造活动的空间上分区性表现在各地质单元隆升特征的差异性,主要为四川盆地川东北一川西南地区及其相邻两侧单元对比的差异和松潘一甘孜造山带南北地区的差异.空同上的连续性表现在中生代一新生代构造活动具有由北向南逐渐迁移的趋势,即由北向南磷灰石裂交径迹年龄减小和径迹长度增大的趋势.构造活动时间的幕式性表现在阶段性的快速冷却(埋深)及其相问的缓慢冷却过程.青藏高原东缘和四川盆地各地质构造单元径迹年龄值及年龄交化范围具有由西向东逐渐增大、径连长度逐渐减小的趋势,它们在晓中生代一新生代共处于统一的、递进的挤压变形动力学体制下,从西向东构筑成一个有机联系的挤压-抬升体系,其新生代构造抬升运动主要受控于喜马拉雅构造运动,同时也受中央造山带和扬子板块的重要影响.青藏高原东缘新近纪龙门山遣山带隆升速率最快(大干600 m/Ma),隆升幅度大于3 km,甚至超过6 km.     

龙门山南段前陆冲断带内的古油气藏

通过对龙门山南段地表沥青发育特征及分布规律的研究,对比不同层位中流体充注特征,结合该地区构造演化史,证实了龙门山南段冲断带内曾经存在过古油(气)藏,重塑了古油(气)藏形成和破坏的过程.研究表明,沥青主要分布于观雾山组和灯影组次生溶孔、溶洞和裂缝中;以灯影组中沥青最为发育,侧向延伸稳定,垂向充填较厚,说明研究区曾存在过古油(气)藏.晚三叠世以前,来源于松潘一甘孜海盆的油藏流体,由西向东运移充注于现今前陆冲断带内的震旦系灯影组、泥盆系和二叠系储集空间中形成古油藏;晚三叠世盆山转换时期,古油藏随着前陆盆地的快速沉降而被深埋,油裂解成气而形成古气藏;随着冲断带向前陆盆地扩展,赋存于前陆盆地内的古气藏被     

龙门山岩石圈地壳三维结构及汶川大地震成因浅析

地质构造研究和地震测深剖面的构造解析显示,龙门山碰撞遣山带岩石圈存在既有显著差异又有密切联系的两套断裂系统:一是以地壳表层脆性剪切带为主的浅层断裂系统;另一是以切割莫霍界面或壳幔过渡带的壳幔韧性剪切带为主的深部断裂系统.根据地质构造和地震测深成果的综合研究,在建立起龙门山遣山带及邻区岩石圈地壳结构模型的基础上,论述了两套断裂系统的特征与相互关系,提出岩石圈壳幔韧性剪切带可能是四川汶川8.0级强烈地震的发震构造之一,以及强烈地震形成的动力学模式等.     

龙门山中段构造特征与汶川地震

通过地表地质调查、钻井资料和各种地球物理资料分析,剖析了龙门山中段的构造特征和岩石圈结构特征的特殊性:(1)10 Ma以来龙门山中段隆升幅度和速率最大,(2)龙门山中北段喜马拉雅期构造活动较南段弱;(3)龙门山中段主构造带之下存在有大干10 000 Ω·m的高阻异常体;(4)龙门山中段具有 0.015 cm/s2的剩余(60 km×60 km～120 km×120 km)布格重力异常,(5)龙门山中段为正的均衡重力异常区.在此基础上,结合汶川地震主震和余震的分布特征,得出:(1)四川汶川地震主震和绝大多数余震震源多位于映秀-北川主断层下盘(扬子地块上),断层活动的主动盘是下盘,映秀-北川主断层的活动为俯冲兼左旋走滑;(2)此次地震是扬子板块向西俯冲(L型俯冲)、四川盆地顺时针旋转和青藏高原隆升逆冲相互作用的产物;(3)四川汶川地震有可能是构造地震的一种新类型,其孕育巨大能量的最重要条件为地块坚硬(能量不易释放)和位于地块边缘(构造作用强烈,有能量来源).最后,建议有关部门和地学界重视中国主要地块边缘的重力场,尤其是剩余布格异常和均衡重力异常的研究.这也许对地震的长期预测有所帮助.     

龙门山汶川地震特征及构造运动学初析

2008年5月12日发生的龙门山汶川地震具有震级巨大、波及面宽、震中成线性展布的特点.根据震后构造地质调查,引发本次地震的断层活动主要表现为幕式斜冲与逆冲,其运动学特征是:断裂具有先走滑后逆冲,总体表现以逆冲运动为主.根据断裂面多期擦痕特征确定,断层活动主要为三期幕式活动,第一期为逆冲走滑,第二期为逆冲冲断,第三期为走滑逆冲.由地震破裂构造确定的主压应力方向为北西一南东方向.