汶川地震的岩石圈深部结构与动力学背景

中国西部地区由于受到印度板块向北推移挤压,青藏高原强烈变形,高原内部及其边缘的活断层上经常发生强烈地震,是大陆内部最活跃的地震区.汶川8级地震就发生在青藏高原东缘的松潘一甘孜地块与扬子地块交界的龙门山主中央断裂带上.作者利用面波层析成像、跨龙门山的被动源地震观测、爆破地震剖面的结果对震源附近的岩石圈结构和动力学特征进行研究,发现松潘一甘孜地块与扬子地块的岩石圈结构与性质有重大差异.扬子地块岩石圈显示为高速、坚固和稳定特性,而松潘-甘孜地块为低速、软弱及易于破碎.在松潘-甘孜地块中,中地壳内普遍存在一个低速层,它是引起中上地亮推覆运动的滑脱层,龙门山的推覆构造就是上部地壳仰冲的结果.汶川地震震源深度为14 km,正好位于龙门山推覆体的映秀-北川主中央断裂带上.     

西藏改则-双湖地区构造特征

西藏改则-双湖地区跨松潘甘孜褶皱系、羌塘地块、喀喇昆仑褶皱系三个一级构造单元,其间分别以川岛湖-岗盛日深断裂带和日玛-色哇深断裂带为界,可可西里印支褶皱带为松潘甘孜褶皱系的最西延伸部分。羌塘地块是以前震旦纪变质岩系为基底,以中泥盆世以后的沉积地层为盖层的古地块。改则-丁青早燕山褶皱带属喀喇昆仑褶皱系的东延部分,是在印支-燕山早期强烈活动的优地槽褶皱带。     

黄河源头区碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

利用LA-ICP-MS分析技术,对黄河源头区沉积物碎屑锆石进行U-Pb年代学研究,据此分析黄河源头区地壳物质的来源．结果显示,黄河沉积物碎屑锆石年龄主要分布于以下区间：200-230Ma、240-320Ma、350-490Ma、1700-2000Ma和2300-2650Ma,少量碎屑锆石年龄分布于700-900Ma．分析表明,1700-2000Ma和2300-2650Ma的碎屑锆石主要来自于华北块体;350-490Ma的碎屑锆石主要来自于东昆仑造山带、祁连造山带、柴达木板块和秦岭造山带;240-320Ma的碎屑锆石主要来自于东昆仑造山带和柴达木板块北缘;200-230Ma的碎屑锆石来自于区域内出露的印支期花岗岩．由于黄河源头区沉积物主体反映了松潘-甘孜造山带西部三叠系沉积物的组成,因此,碎屑锆石年龄结构指示该区三叠系沉积物主要来自于华北块体、东昆仑造山带、柴达木板块、祁连造山带和秦岭造山带,无明显扬子块体和大别造山带地壳物质的加入．松潘-甘孜造山带西部与东北部在沉积物源组成上具有较好的一致性,反映它们属于同一个沉积中心．     

川滇地区地壳结构的虚拟地表震源 反射测深法研究

基于中国地震局地质研究所在中国四川西部布设的流动地震观测台阵数据,用近年发展起来的虚拟地表震源反射测深方法研究川滇地区的地壳结构。结果表明,川滇地块、松潘-甘孜地块和杨子地块3个地块虚拟地表震源反射测深的莫霍面深度存在明显差异:1)四川盆地为40 km左右;2)川滇地块为45~50 km;3)松潘-甘孜地块为30~40 km。四川盆地虚拟地表震源反射测深的莫霍面深度与艾里重力均衡模型所预测的结果基本上一致,而川滇地块和松潘-甘孜地块虚拟地表震源反射测深的莫霍面深度明显小于前人得到的接收函数莫霍面深度和艾里重力均衡模型预测的结果。可能与四川盆地地壳结构简单,而川滇地块及松潘-甘孜地块地壳结构复杂有关。同时,结果显示,在鲜水河断裂和安宁河断裂处虚拟地表震源反射测深的莫霍面深度明显变浅,可能与这些深大断裂处地幔物质的上涌有关。研究结果可为认识青藏高原东南缘的构造变形模式提供新的约束。     

青藏高原盆地系统演化与高原形成时间

青藏高原在以时间为坐标的隆升过程中,高原的范围、高度都是呈阶段性递增的.随着青藏高原的构造隆升,在高原的内部和外围发育了众多的沉积盆地,在这些沉积盆地中详细地记录了青藏高原的隆升过程.高原北部盆地的演化显示出向北递进增长的特征,以南北挤压为动力背景的北部前陆盆地演化代表了盆地对高原周缘造山带的响应关系:金沙江缝合带、昆仑山、祁连山的新生代逆冲抬升的时间分别为53 Ma、46 Ma和29.5 Ma.对高原南北盆地-造山带的构造演化对比发现:祁连山和高喜马拉雅的逆冲时间相同,说明青藏高原在渐新世基本定型.     

龙门山逆冲构造带大地电磁测深初步成果

通过对穿过龙门山逆冲构造带中段松潘一中江大地电磁观测资料的处理和反演解释,揭示了松潘-甘孜褶皱带、龙门山及川西前陆盆地30 km深度的地壳电性结构,发现龙门山-松潘地壳15～20 km深部存在西倾连续的壳内商导层,大地电磁测深结果明显显示龙门山深部逆冲推覆构造特征.龙门山深部电性结构初步研究,对于分析其与相邻构造单元的关系,研究青藏高原东缘陆内造山带深部地球动力学过程都具有重要理论意义.     

甘肃多儿国家级自然保护区地质特征研究

通过研究分析甘肃多儿国家级自然保护区地质环境,为合理规划利用其资源提供依据。根据调查研究并参考有关文献,对保护区地质演化过程、地层、构造进行分析。该保护区在大地构造上属于松潘-甘孜褶皱带,松潘-甘孜地块自早古生代末加里东运动而形成,至三叠纪末晚印支运动而消亡、褶起成山,与扬子地台、秦岭褶皱带经历了分-合-分-消亡的演化过程;该区地层属松潘-甘孜地层分区,以海相沉积为主,有部分陆相碎屑岩建造,中生界三叠系地层最为发育。以羊布梁子为界,南为松潘-甘孜褶皱系,褶皱、断裂活动相对较小,以压性、压扭性断裂及其间所夹的石炭系、二叠系线状褶皱为主;东北部断裂构造发育,属武都-白马斜叠弧构造,以逆冲断层为主。     

青藏高原隆升阶段性

 青藏高原的隆升不仅是印度板块与亚洲板块碰撞导致的地球内部岩石圈地球动力学作用过程的结果,并且对全球和亚洲气候变化、亚洲地貌和地表环境过程及大量地内和地表矿产资源的形成分布产生了深刻影响。因而研究高原隆升的历史不仅对解决上述重大科学问题提供重要途径,而且可为高原区域资源环境的开发和可持续发展提供理论依据。简要回顾和梳理了国内外近年来,围绕青藏高原隆升所取得的主要进展。研究表明新生代青藏高原经历了多阶段、多幕次、准同步异幅且高原南北后期加速隆升的演化过程。具体可划分为55~30、25~10及8~0 Ma 3个主要生长隆升期次。其中55~30 Ma的高原早期隆升,主要集中在高原中南部的拉萨地块和羌塘地块,并且可能隆升到接近3 km高度,或甚至更高,有人称之为“原西藏高原”,但其周缘存在准同步异幅的变形隆升响应;25~10 Ma的中期隆升,“原西藏高原”南北缘的喜马拉雅山和可可西里-昆仑山开始强烈隆升,“原西藏高原”率先隆升到目前高度并开始向东西两侧挤出物质、拉张形成南北向裂谷,高原北缘普遍产生广泛变形隆升但幅度有限;从约8 Ma开始的晚期隆升,高原南、北部边缘的喜马拉雅山和昆仑山-西秦岭以北的高原东北部隆升显著加速,经历一系列短暂快速的多幕次构造变形和生长隆升,最终形成现今高原面貌。     

藏北羌塘荣玛地区新生代火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测龄及其地质意义

通过羌塘荣玛地区新生代火山岩锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,探讨羌塘地块的构造演化。结果表明,其年龄跨越的时代从新太古代到新生代(2 651~24 Ma B.P.),并且具有明显的阶段性,可分为12个年龄组:2 651~1 381 Ma、1 182~1 147 Ma、921~911 Ma、832~741Ma、659 Ma、562~535 Ma、423~414 Ma、320~291 Ma、243~200 Ma、156~140Ma、127~117Ma、24Ma,记录了羌塘地块与超级大陆演化相关的构造热事件、泛非运动、加里东运动、古特提斯洋与中特提斯洋的发展演化和新生代岩浆活动,并指示羌塘地块存在前寒武纪年龄记录,但这不是结晶基底存在的充分条件,只是必要条件。将其与拉萨地块和特提斯喜马拉雅地区锆石的前寒武纪年龄对比发现,三者均具有泛非运动记录,暗示羌塘地块、拉萨地块和特提斯喜马拉雅地区均起源于冈瓦纳大陆。     

从汶川地震分析龙门山与四川盆地的动力耦合机制及其对川西深层油气运移聚散的影响

2008年的汶川地震为分析龙门山与四川盆地形成演化过程中的山-盆相互作用及其动力耦合机制提供了新的视角与依据.在总结分析龙门山与川西前陆盆地地层构造特点的基础上,从汶川地震的基本特征分析入手,探讨了龙门山与四川盆地的现代动力耦合作用机制及其对川西深层油气二次运移聚散的影响.龙门山的形成演化与地震孕育主要受其西侧松潘-甘孜地块的逆冲和其东侧四川盆地的俯冲的非对称相向挤压控制.龙门山南北两段的地质构造与构造动力环境有较大差异.龙门山晚三叠世开始隆升,其形成早于青藏高原的隆升,与印-亚板块的碰撞无关;但喜马拉雅期以来的演化受印-亚板块碰撞和太平洋板块俯冲的影响.龙门山的冲断褶皱变形垂直于山脉走向从西北向东南,即从松潘-甘孜地块向四川盆地逐渐扩展;平行于龙门山走向发育的断裂带控制川西油气聚散带的分布,前山断裂带上盘及以西地层中的油气基本散失,山前隐伏断裂带有利于深生浅储气藏的形成.     

低温热年代学在褶皱冲断带中的应用

低温热年代学因其较低的封闭温度(300～40℃),可以反映浅表-上地壳的热事件,在沉积盆地演化、造山带剥露隆升、古地形反演等方面得到广泛应用。褶皱冲断带作为一种复杂的地质构造现象,具有演变形式多样、空间差异明显的特点,其变形构造的启动和定型时间难以准确限定。本文对裂变径迹和(U-Th)/He两种常用低温热年代学体系进行简要介绍,总结了四种利用热年代学数据计算平均隆升-剥露速率的方法,重点阐述当前低温热年代学技术在褶皱冲断带研究中的应用方法:(1)确定断层的性质、活动时间和剥露速率;(2)与平衡剖面技术结合恢复变形发展过程;(3)热-运动学数值模拟。低温热年代学显著提高了对褶皱冲断带形成时间和过程的定量化认识,为探讨或辨别动力学机制提供有力证据。     

天水盆地古近纪地层年代及其意义

天水盆地位于青藏高原东北缘六盘山与西秦岭二重要构造带交汇处,该盆地充填的新生代沉积序列记录着该区构造变形历史,因此研究该盆地沉积记录对探讨青藏高原东北缘新生代构造活动事件具有重要意义.通过对天水盆地古近纪砾石层砂质透镜体中碎屑颗粒磷灰石裂变径迹热年代学研究,获得样品地层的最大沉积年龄为24.8士1.5 Ma.结合前人的工作,厘定该套古近纪地层最顶部地层年龄为22～24.8 Ma,并确定天水盆地古近纪沉积物源区在24.8 Ma左右发生了构造冷却事件,推断印度板块与欧亚大陆碰撞的远程效应在古近纪末-新近纪初已传递到青藏高原的最东北缘.     

中新生代天山及其两侧盆地性质与演化

天山两侧中新生代盆地中的沉积记录、沉积中心展布及其迁移特征反映了盆地演化特征,天山地区的年代学数据则是构造活动的响应。这些沉积学记录、年代学记录及山前构造变形与天山地区的构造演化、天山快速隆升和区域地壳缩短相对应,反映晚侏罗世晚期—早白垩世早期、晚新生代是天山快速隆升的2个时期,也是盆地性质发生转变的重要时期。综合分析认为,天山两侧盆地早中侏罗世为陆内断陷坳陷盆地阶段,晚侏罗世—早白垩世早期盆地开始进入挤压背景下的陆内坳陷盆地阶段,晚新生代开始发育再生前陆盆地。天山晚新生代构造变形总体显示西强东弱的特点,这种变形差异可能与帕米尔构造结的向北推挤有关。     

四川黑水下口锰矿矿床地质特征及成矿规律研究

黑水下口锰矿位于扬子地台西缘之松潘-甘孜地槽马尔康拗陷盆地,锰矿位于三叠系扎尕山组(T z g)中,受地层、构造、岩浆控制明显,属火山沉积受变质型锰矿床。     

青藏高原东南缘中甸地区上新世快速隆升的磷灰石裂变径迹证据

运用裂变径迹年代学方法对青藏高原东南缘中甸地区三叠系的5件磷灰石样品的低温热年代学特征进行分析,获得样品的热演化史,并约束研究区的构造隆升剥露过程。样品的热史模拟结果表明,磷灰石样品基本反映了相同的低温段热演化史。所有样品在沉积后所经历的埋藏温度曾经高于最大退火温度,表明所有样品在记录径迹前都曾完全退火。磷灰石裂变径迹温度-时间轨迹表明,研究区的构造隆升主要集中在2个时间段,即10.2~5.2 Ma B.P.和5.2 Ma B.P.至今。5.2 Ma B.P.以来的构造隆升事件对整个研究区剥露过程的影响相当广泛,表明研究区在上新世时期曾经历区域性的快速构造隆升事件;所有样品在上新世(5.2 Ma B.P.左右)都经历了一次快速的隆升,表明研究区在上新世经历了一次快速构造隆升剥露过程。     

西藏羌塘中央隆起区物质组成与构造演化

对羌塘中央隆起区的物质成分及构造演化规律的认识,涉及到青藏高原特提斯演化、羌塘盆地的形成发展及高原的隆升过程。对羌塘中央隆起区构造演化在认识上目前有较大分歧,主要有两种观点：1）认为扎布（察布）－查桑地区发育裂谷,没有发育成特提斯洋盆;2）龙木错－双湖（－澜沧江）古特提斯缝合带,代表古特提斯洋的闭合遗迹之一。基于对羌糖中央隆起区物质成分及属性,以及同位素年代学研究,净羌塘中央隆起中央盆世一早白垩世的构造发展历史划分了六个阶段,即D2－CI初始裂谷阶段;C1^2－C2裂谷阶段;P1海底扩张－大洋化阶段;P2－T2板块汇聚－消减阶段;T3－J1板块碰撞阶段;J2－K1碰撞－整体抬升阶段。羌塘中央隆起构造演化经历了一个完整的威尔逊旋回。     

滇西晚古生代以来的构造演化

滇西晚古生代以来的构造演化与特提斯演化密切相关。泥盆纪—石炭纪,伴随古特提斯洋开启,扬子大陆边缘发生裂解,兰坪—思茅地块、保山地块等相继形成独立地块,其间被哀牢山洋、昌宁—孟连洋分隔。晚二叠世,古特提斯洋关闭,滇西发生造山作用,其间在李仙江和澜沧江一带曾出现过火山岛弧。中三叠世,伴随中特提斯洋开启,地壳拉张裂陷,兰坪—思茅盆地开始形成。晚三叠世末—早侏罗世,中特提斯关闭,本区再次发生造山作用,造成下侏罗统缺失、从中侏罗世开始,由于新特提斯洋开启,地壳再次下沉接受沉积。喜马拉雅造山运动使新特提斯洋关闭,本区地壳大面积隆升,并在早期左行、晚期右行走滑断裂的影响下,形成一系列的走滑拉分盆地。晚古生代以来本区构造时开时合,整体显示手风琴式的演化特征。     

新甘交界北山地区大泉断裂走滑特征及ESR测年证据

卫星图片显示穿过大泉断裂的水系有被左行扭曲的特征,结合野外断层面上擦痕、断裂带中劈理观测统计和室内对断层岩显微构造的分析,确定了大泉断裂是以左行为主的走滑断裂带。对断层泥的ESR年代学测定,确定了大泉断裂开始活动时间为早更新世1.2～1.5Ma,其分支断层的活动时间在晚更新世300ka左右。大泉断裂活动时间与青藏高原在上新世末-早更新世初开始强烈隆升时间一致,表明大泉断裂的形成与青藏高原的隆升过程密切相关,是晚新生代印度和欧亚两大板块持续碰撞挤压和青藏高原隆升的远程效应。     

青藏高原通天河盆地五道梁组介形虫壳体Mg/Ca和Sr/Ca地球化学特征及古环境意义

中新世早期青藏高原腹地曾经发育了面积巨大的古大湖,此时恰逢青藏高原的快速隆升关键时期.为研究高原腹地在此期间环境的演化,对五道梁组中介形虫壳体的Mg/Ca 和Sr/Ca的值进行了测试.通天河盆地五道梁组地层中的介形虫壳体的Mg/Ca 和Sr/Ca数值的特征,结合剖面岩性特征,反映了23.8～21.8 Ma前该湖泊区域气候由湿润-干旱-暖湿的演化趋势.其气候的变化可能是此时期青藏高原从快速隆升到剥蚀夷平后高原北部构造隆升活动的结果.该研究为进一步了解青藏高原腹地的古环境探索了一条新的途径.     

新甘交界北山地区大泉断裂走滑特征及ESR测年证据

卫星图片显示穿过大泉断裂的水系有被左行扭曲的特征,结合野外断层面上擦痕、断裂带中劈理观测统计和室内对断层岩显微构造的分析,确定了大泉断裂是以左行为主的走滑断裂带。对断层泥的ESR年代学测定,确定了大泉断裂开始活动时间为早更新世1.2~1.5Ma,其分支断层的活动时间在晚更新世300ka左右。大泉断裂活动时间与青藏高原在上新世末-早更新世初开始强烈隆升时间一致,表明大泉断裂的形成与青藏高原的隆升过程密切相关,是晚新生代印度和欧亚两大板块持续碰撞挤压和青藏高原隆升的远程效应。