龙门山逆冲推覆作用的地层标识

文章详细论述了龙门山前陆盆地充填地层中所记录的能反映龙门山冲断带道冲推覆作用的地层标识。根据地层标识,并结合龙门山冲断带构造分带、主干断裂与地层切割关系,以及岩浆岩和变质岩年龄频谱,将龙门山冲断带自诺利克期以来的道冲推覆作用分为６个边冲推覆构造幕和１１个逆冲推覆构造事件。龙门山冲断带过冲推覆作用在时间上具多幕性和周期性,在空间上具前展式渐进推覆的特点;逆冲推覆作用的强度具有由北东向南西迁移的特点,并具左旋剪切的特征。     

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.     

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.     

“4·20”芦山地震的构造破裂与发震断层

通过对"4.20"芦山地震构造破裂及变形特征的分析研究,阐明触发M=7.0级强烈地震的构造因素是NE向大川-双石断裂的逆断兼右旋走滑错动,断层面最大逆断-右旋滑动量达到1.51m。震中位置应在地震断裂通过的双石-太平区段而非震害严重的龙门乡。造成龙门乡震害异常的主要因素是该盆地较厚的第四系强烈的场地效应及建筑物结构强度不足。此次地震是龙门山断裂带地壳构造应力调整、地壳岩体应力-形变过程进入累进性发展阶段的必然结果。地壳破裂扩展方向具有向龙门山中央断裂发展的趋势。     

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.     

阿尔泰造山带的逆冲-走滑构造模式

阿尔泰造山带的运动学研究证明,该造山带是由逆冲和水平左旋剪切合成作用的产物。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段的左旋走滑为主。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。     

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。     

龙门山前缘的芦山地震与逆冲-滑脱褶皱作用

龙门山式构造以推覆作用和滑脱作用为主要特征,近5年来地震活动性显著,在2008年和2013年分别发生了汶川(Ms 8.0)地震和芦山(Ms 7.0)地震。根据已公开发布的芦山地震的震源机制解、破裂过程、地震烈度、地表变形特征、余震分布规律等方面的研究成果,结合本次对龙门山南段活动断裂和芦山地震构造变形与地表响应的野外实地调查等方面的科研成果,作者将龙门山南段和前缘地区划分为龙门山冲断带和前缘扩展变形带2个构造变形带,对比了它们在构造变形样式、活动断裂、历史地震的差异性,提出了以推覆-滑脱岩片为特点的龙门山冲断带地震构造模式和以逆冲断层-滑脱褶皱为特点的龙门山前缘扩展变形带地震构造模式。在此基础上,分析了龙门山前缘扩展变形带的逆冲-滑脱作用与芦山地震的发震断层模式与成因机制,认为芦山地震形成于龙门山前缘扩展变形带的逆断层-滑脱褶皱带,其发震断裂为大邑断层,该断层倾向北西,呈铲状向下并汇交于滑脱面。该滑脱面就是芦山地震的震源层。     

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.     

中国大陆东部盆地构造动力学分析

在中国大陆东部地区,松辽、渤海湾和苏北等—系列中、新生代大中型含油气盆地与郯庐断裂具有密切的时空关系。郯庐断裂活动是邻近地区断裂变形、深部物质作用、岩石圈减薄、岩浆作用以及盆地形成和演化的主要控制因素。断裂活动和盆地动力学过程可以分为３个阶段。①在印支至早燕山运动期间,由于太平洋板块向北西俯冲,郯庐断裂发生大规模左行压扭活动。在松辽地区,派生的应力场使早期的地壳断裂成为郯庐断裂的分支,并发生张剪变形;在渤海湾和苏北地区,早期的两组剪切断裂联合成北凸的弧形断裂。由于断裂的触发与减压作用,地壳上部进一步张裂,形成断陷盆地。②从晚侏罗世开始至早白垩世,太平洋板块的俯冲作用时强时弱,郯庐断裂压扭与拉张裂陷交替进行。同时,由于重力均衡和深部幔隆的收缩作用,使松辽盆地整体下沉,渤海湾和苏北地区仍是幔隆和断陷盆地形成时期。③新生代期间,郯庐断裂分段活动,由于印度板块与欧亚板块的强烈碰撞效应,渤海湾、苏北地区和郯庐断裂带南段共同受到北西—南东方向的伸展变形,地幔再次拱升,渤海湾和苏北盆地形成     

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。     

论龙门山中北段东缘印支运动晚幕的性质

对龙门山中北段东缘地区印支运动晚幕的性质有两种看法,即褶皱运动和局部上升运动。经对该次构造事件之不整合的性质再研究后,认为其为一次掀斜运动。形成该掀斜运动的机制为从晚三叠世晚期至中侏罗世中期区域水平挤压力减小而引起龙门山前陆盆地岩石圈均衡回返上升。     

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。     

推覆体的几何学与四川龙门山推覆体模式

本文根据四川灌县、江油地区龙门山推覆体构造带的观察,结合国内外资料讨论推覆体的几何学特征和几何分类。作者首先根据推覆体沿主断层倾斜面顺向下滑和逆向上冲运动的性质,将推覆体划分为下滑推覆体和上冲推覆体两种基本类型;然后,根据推覆体与结晶岩体几何学的关系,并结合其与主断层面相对运动的性质又划分为单侧式推覆体和双侧式推覆体两大类和几个小类。作者从推覆体的发生、发展和演化过程探讨四川龙门山中北段推覆体模式。归类是初步的。在这些归类和龙门山推覆体模式分析中,对今后探索地壳上层滑脱构造的形成,模拟与这类构造有关的油气田区域是今后研究的努力方向。     

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.     

四川汶川大地震与C型俯冲的关系和防震减灾的建议

四川汶川大地震发生在龙门山冲断带,属构造地震.龙门山冲断带与川西前陆盆地是中国西部典型大陆构造,属C型俯冲(陆内俯冲)模式.C型俯冲不仅控制油气资源分布,还孕育着发震机制.作者从龙门山冲断带地史演化、变形特征、深部地球物理信忠,建立起龙门山C型俯冲构造运动模式.汶川大地震发震与此模式的地质构造背景关系密切,是现今发生的陆内俯冲引起的地震.当时可能发生了两次强烈地震,这才可能是北川县城遭到毁灭性破坏的原因.汶川大地震可能发生在上地壳底至中地壳深12～24 km的高导层上,属中国陆内俯冲型地震,很可能是太平洋板块推挤中国大陆的远端效应触发作用所引起,与印度板块推挤作用关系不大.     

茂汶韧性断裂带(耿达—汶川段)的基本特征

茂汶断裂耿达—汶川段主要发育于以花岗岩为主的前寒武系彭灌杂岩体中，韧性变形特征十分明显，在龙门山主干断裂带中具有重要地位。研究表明它是一个由多条断层组成的一个构造应变强化地带，也是一个具多期活动性的破裂带。它是龙门山区发育最早、规模最大的断裂之一。文章还对其形成的构造物理条件和构造意义等进行了讨论     

龙门山断裂带深部构造变形的粘弹性模拟分析

根据龙门山断裂带地区的构造特征,建立该地区二维有限元模型.在考虑到深部构造发生粘弹性蠕动的条件下,利用粘弹性接触的有限元方法模拟计算上、下地壳和上地幔的滑动情况.模拟结果表明,龙门山断裂带及周围是应力集中区域,且随着时间的推移应力集中程度加剧.模拟还表明龙门山断裂带断层深处滑动速率比地表的滑动速率大,平均为3倍左右.因此,在龙门山断裂带地表滑动速率较小的情况下,速率较大的断层深部物质在滑动过程中则会产生能量高度的积聚,当能量积累超过极限强度,断层产生滑动,从而引发了地震.