青藏高原多向碰撞─揳入隆升地球动力学模式

论证了青藏高原形成与隆升过程中的变形构造格局。岩石圈结构、青藏高原隆升与周边前陆沉积盆地耦合关系、高原隆升的地球动力学模式等。提出青藏高原碰撞-隆升过程中,高原边缘以走滑-挤压构造为主,高原内部以伸展构造为主;高原隆升过程中,岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过青藏高原及周边岩石圈结构及隆升过程变形作用时-空耦合关系的对比研究,建立起青藏高原隆升机制的多向碰撞-入隆升地球动力学模式。     

青藏高原多向碰撞—Xie入隆升地球动力学模式

论证了青藏庙的形成与隆升过程中的变形构造格局,岩石圈结构,青藏高原隆升与周边前陆沉积盆地耦合关系,高原隆升的地球动力学模式等。提出青藏高原碰撞隆升过程中,高原边缘以走滑－挤压构造为主,高原内部以伸展构造为主;高原隆升过程中,岩石圈变形总体是;上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。     

青藏高原隆升的过程和机制

青藏高原夹持于土兰、塔里木、华北、扬子与印度等刚性地块之间，在地球物理场和岩石圈结构构造上构成一个相对独立的构造系统。白垩纪晚期到始新世，高原开始了一个地壳缩短、加厚和不断隆升的新阶段。高原隆升可以划分为俯冲碰撞隆升、汇聚挤压隆升和均衡调整隆升３个阶段。高原地壳的加厚、缩短是在压应力作用下通过不同层次物质以不同的运动形式实现的，高原隆升的过程和机制可以概括为“陆内汇聚－地壳分层加厚－重力均衡调整”的隆升模式。     

青藏高原南部晚新生代板内造山与动力成矿

青藏高原晚新生代构造隆升是板块碰撞成因还是板内造山过程 ,关系到高原形成机制、演化过程以及岩石圈动力学与大陆动力学的关系等一系列重大科学问题。近年来在冈底斯发现多个以斑岩铜矿为主的大型和超大型矿床 ,其成矿时代为 2 0～ 12Ma ,与青藏高原构造隆升时代一致 ,也与笔者10年前以大陆动力学和成矿动力学为理论指导的预测结果吻合。青藏高原南部晚新生代大量的地质、地球物理、矿床等方面的证据根本不支持碰撞造山理论 ,如青藏高原内部伸展边缘逆冲、碰撞与隆升之间时差明显 ,壳内低速层和低阻层发育 ,造山与成盆关系密切 ,板内隆升环境下发生大规模构造变形、岩浆活动和动力成矿等。青藏高原南部晚新生代构造隆升作用是在新特提斯开合转换、碰撞造陆之后 ,在下地壳层流作用的驱动下 ,发生板内造山、地壳增厚、热隆伸展和改造成矿的构造成矿过程 ,大规模的板内金属成矿在 3～ 4Ma以来的均衡隆升、成山过程中进一步改造。     

新生代大陆板内伸展盆-山耦合与大陆碰撞效应——以渤海湾盆地济阳坳陷、周缘隆起及边界断裂构造演化为例

新生代印欧大陆碰撞引发了中国西部前缘大规模多阶段地壳挤压缩短、构造变形与隆升及岩浆事件,在中国东部,新生代山脉的抬升、盆地的伸展、沉降,以及郯庐断裂带新生代的活动与青藏高原的隆升具有准同时性,伸展盆地-伸展山脉之间存在耦合关系。这种对应关系呈"幕式"变化,主要表现在印欧大陆碰撞岩石圈增厚、构造变形和抬升的高峰时期,对应盆地岩石圈伸展、减薄、快速构造沉降以及郯庐断裂带活动等阶段,当构造转入相对稳定(松弛)时期,表现为高原剥蚀夷平、岩浆活动频繁以及盆地构造沉降速率减缓等阶段。从全球板块构造的角度来看,中国西部、东部新生代挤压、伸展和走滑活动属同一动力学体系条件下的耦合关系,驱动力可能是两大板块碰撞、深部地幔脉动上涌以及新生代太平洋板块与欧亚板块俯冲和速率变化的共同作用。     

青藏高原隆升及其环境效应

“青藏高原形成演化及其环境资源效应”项目选择青藏高原为典型地区，特别注意高原与毗邻地区的联系，以从全球尺度探讨高原的各种过程，目标集中在大陆碰撞过程和高原隆升过程，以过程为主线贯通碰撞机制、环境变化和资源分布规律的研究；时间上着重新生代以来，在不同精细时间尺度上定量地描述碰撞和隆升的动态过程及环境变化。运用地球科学、生命科学、环境科学及各学科之间有机交叉、综合研究的方法，开展大陆碰撞动力学、环境变化、现代表生过程及各圈层相互作用等重大理论问题的研究，为青藏高原地区的资源开发和环境调控提供科学依据。按照统观全局、突出重点的原则，项目主要研究内容包括以下4个方面：大陆岩石圈碰撞过程及其成矿效应;高原隆升过程与东亚气候环境变化;青藏高原现代表生过程及相互作用机理;青藏高原区域系统相互作用的综合研究。在完成研究计划任务的基础上，项目取得如下的突出研究成果和创新性进展：印度大陆与欧亚大陆初始碰撞时限;青藏高原南北缘山盆岩石圈尺度的构造关系;青藏高原整合构造模型与成矿成藏评价;新生代高原北部重大的构造变形隆升事件序列;高原周边环境变化事件及高原隆升对亚洲季风发展变化的影响;高分辨率气候动态过程及变化趋势;高原主要生态系统碳过程对气候变化的响应;高原气候变化及冰冻圈变化与预测;高原土地覆被变化、恢复整治及管理。     

青藏高原的隆升：青藏高原的岩石圈结构和构造地貌

笔者回顾青藏高原隆升研究的历史，剖析各种隆升动力学模式，依据着青藏高原岩石圈组成的构的强烈不均一性和、三分性”，“对称性”构造地貌格局，提出了青藏高原隆升是印度地块和塔里木一可拉善地块双向不均一俯冲和青藏腹地深层热隆扩展联合作用的结果，俯冲是高原隆升的重要机制，而热隆扩展是高原隆升的直接原因。     

岩石圈深层扩张与青藏高原隆升——岩石圈深层扩张模式初论

在综述有关青藏高原隆升的各种观点和模式后,依据青藏高原新生代变形和岩石圈组构特征,提出了高原隆升的新的动力学模式——岩石圈深层扩张模式。其基本观点是强调由于印度板块向欧亚板块的强烈俯冲造成岩石圈组构和变形的不均一性及岩石圈中存在的碰撞→收缩(重力不均衡)→伸展(均衡调整)的正向转变和由伸展→收缩的逆向转变的反复交替。据此将青藏高原的造山带划分为三种成因类型:喜马拉雅型、冈底斯型和昆仑型。     

中国陆内造山带造山过程地球动力学分析

本文论证了我国陆内造山带岩石圈结构、造山过程岩石圈浅层变形构造样式、盆山变形构造时空耦合关系、造山过程与沉积盆地变形动力学模式等。提出中国西部造山带造山过程岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过中国造山带造山过程与沉积盆地变形作用时空耦合关系对比研究,首次建立起造山过程与沉积盆地形成时空耦合关系的三类四型动力学模式：单向楔入造山推覆成盆、双向楔入造山推覆成盆、剪切造山反转成盆和伸展造山断陷成盆模式。     

“印度-欧亚大陆碰撞及其远程效应”专栏寄语（附“纲领性工作图件”）

正伴随着五月的鸟语花香,"印度-欧亚大陆碰撞及其远程效应"栏目即将与大家见面。板块构造理论完美地解释了大洋岩石圈的形成和演化,是地球科学的一场革命。但占地球表面积35%的大陆,其岩石圈的构造和变形并没有在板块构造理论中涉及,这是具有重大科学意义的基础科学问题,而青藏高原被认为是发展板块构造理论的最佳场所。印度大陆与欧亚大陆的碰撞与青藏高原的隆升是中、新生代以来地球科学最重要的构造事件之一,它影响着全球,特别是北半球的气候变化;而青藏高原的壳幔结构、动力学过程及其远程效应控制整个地球动力学体制的形成与演化。然而,由于岩石圈结构的非均一性,青藏高原北向扩展及影响在不同地区或构造带表现不同,甚至活动时间也存在差异。比如,在高原北部,北山和阿拉善地块构造活动性较弱,而更北的南蒙古中西部地区构造活动增强,大型陆内走滑构造及其控制的中强地震活动频繁,那么南蒙古地区的新生代活动构造从什么时候开始的?应力如何通过相对稳定的北山和阿拉善地块传递至南蒙古地区的?大陆碰撞与高原隆升的影响能否到达贝加尔湖地区?由印度欧亚大陆碰撞边界的强烈构造挤压到贝加尔地区的构造伸展是如何过渡的?藏南裂谷系与贝加尔裂谷的深部结构与形成机制有什么差异?……。     

大陆板内盆山耦合及盆山成因——以青藏高原及周边盆地为例

摘要：大陆造山带与沉积盆地之间具有十分密切的内在联系,空间上相互依存,物质上相互补偿,构造上相互作用,时间上同步演化。这些内在联系体现在统一的形成机制上:大陆造山带和沉积盆地是在大陆边缘俯冲板片脱水熔融和大陆内部地幔柱(枝)上隆的热动力作用下,地壳由盆向山侧向流动,导致盆山地壳物质发生循环运动。青藏高原与周边盆地的耦合作用十分典型。青藏高原不是印度板块与欧亚板块碰撞的结果,而是形成于下地壳流动驱动的板内盆山作用。青藏高原板内盆山耦合可分为两个阶段:(1)板内造山成盆阶段,表现为180～120 Ma→65～30 Ma→23～7 Ma从青藏高原北部和东部盆山系统→青藏高原中部盆山系统→青藏高原南部盆山系统有序迁移,以构造隆升、水平运动、地质作用和大规模板内金属成矿为特征;(2)均衡成山成盆阶段,表现为从36 Ma开始,青藏高原整体快速隆升和周边沉积盆地边缘坳陷带巨厚的磨拉石沉积,以36 Ma B.P.、25 Ma B.P.、18~12 Ma B.P.、 08 Ma B.P.和015 Ma B.P.等一系列脉动式快速隆升、垂直运动、地理作用和水系 环境变化为特征。大陆板内盆山构造演化经历从伸展构造向挤压构造的转换,伴随盆地主动作用转变成造山带主动作用。大陆下地壳流动和盆山耦合形成非安德森式的低角度拆离断层、波状起伏逆冲断层和异常共轭关系走滑断层。     

青藏高原递进式隆升的力学模式

根据青藏高原现代构造变形的GPS速度场、高原区喜马拉雅山等五大山脉之间的几何关系,及其在地貌构造上的褶皱结构特点、岩石圈的分层特征,提出在印度板块的推挤作用下,青藏高原具有递进式隆升特征的观点。在此基础上,建立了地壳层递进式弯曲隆升的力学模型,并利用FLAC有限差分法数值模拟软件,近似采用平面应变条件,模拟了在水平推力作用下,地壳层递进式挤压弯曲隆升的过程。根据所建立的力学模型和数值模拟结果认为,青藏高原隆升的主要动力源是印度板块北北东方向的推挤力,地壳层依照自南而北的次序逐步产生一系列弯曲隆起,从平面、剖面上均具有密切的时序因果关系;高原隆升与活动构造的发育、分布具有密切关系,断裂活动强度自南向北递进式扩展。     

LATE CENOZOIC LITHOLOGY AND MAGNETIC POLARITY STRATIGRAPHY IN THE JIUXI BASIN: IMPLICATIONS FOR TECTONIC EVENTS OF THE WEST QILIAN MT

LATE CENOZOIC LITHOLOGY AND MAGNETIC POLARITY STRATIGRAPHY IN THE JIUXI BASIN: IMPLICATIONS FOR TECTONIC EVENTS OF THE WEST QILIAN MTtheNationalKeyProjectforBasicResearchandCASProjectforTibetanResearchProject (KZ951 A1 2 0 4 ,KZ95T 0 6 )     

柴达木盆地西南缘更新世地震事件层年龄测定及意义

柴达木盆地西南缘新近纪以来受昆仑山断裂活动影响,地震活动强烈,发育一系列与地震活动有关的软沉积物变形构造,主要包括: 负荷构造、火焰构造、球—枕状构造、地震角砾、震裂缝、层内震褶曲和同沉积微断层等。通过区域地质调查、实测剖面、点上解剖和样品测试分析,初步认为柴达木盆地西南缘区分别于1.8—1.2,Ma、0.8,Ma、0.15,Ma发生过3次强烈构造活动,这些事件均伴随强烈的古地震活动,作为这些隆升事件的沉积和构造响应,盆地更新统中形成了一系列典型软沉积物变形以及相关的震积构造,对于研究青藏高原板内不均匀隆升过程及其隆升构造—地震—沉积效应具有重要意义。     

新生代全球变冷与青藏高原隆升的关系

文中综合分析可以影响新生代全球变冷的四种原因,提出青藏隆升对新生代大气ＣＯ２浓度降低起主导作用,对新生代全球气温的降低起关键控制作用。这种作用是通过青藏高原隆升加剧全球硅酸盐岩和碳酸盐岩的化学风化、有机碳埋藏、植物的光合作用来实现的。而且,青藏高原隆升有可能同洋流改变和行星轨道参数变化于第三纪末至第四纪共同对新生代全球变冷起控制作用。因此,目前首先解决的科学目标应该是：精确刻划青藏高原隆升时代和幅度,并确定青藏高原隆升对新生代全球变冷的贡献,确定一种以青藏高原隆升为主导作用的控制新生代全球变冷的综合模式。     

宁夏红寺堡盆地萨拉乌苏组地层时代重新厘定及意义

以沉积旋回划分为基础,采用光释光和碳十四测年技术手段,将宁夏红寺堡盆地上更新统地层时代进行了重新划分与厘定。研究结果将红寺堡盆地原定为萨拉乌苏组的湖相沉积解体为上下两套,下部湖相沉积即为传统意义上的萨拉乌苏组,上部湖相沉积结合区域地层对比结果将其重新划归为水洞沟组,总体上反映了晚更新世青藏高原东北缘发育的两期重要的古大湖事件。在深海大洋氧同位素曲线上这两期古大湖事件分别相当于MIS3与MIS5段,代表了区域上两期温暖湿润的气候环境,也与该时期全球古气候环境的变迁基本一致。同时,在这两期古大湖发育期间,存在一期重要的构造隆升事件,表现为两套地层之间存在明显的区域不整合接触,可能是青藏高原晚更新世强烈隆升的响应。因此,针对青藏高原东北缘上更新统萨拉乌苏组湖相沉积层开展系统的年代学研究,对其地层时代进行重新划分与厘定,对于研究晚更新世古大湖形成与演化、古气候变迁以及青藏高原的隆升提供了重要的地质背景资料。      

LATE CENOZOIC RAPID UPLIFT OF THE TIBETAN PLATEAU AND FORMATION OF ASIAN MONSOON SYSTEM:EVIDENCE FROM PALEOMAGNETISM AND PALEOBIOLOGY OF RED BED-BOULDER CONGLOMERATE SEQUENCES ALONG THE NORTHERN TIBET PLATEAU

LATE CENOZOIC RAPID UPLIFT OF THE TIBETAN PLATEAU AND FORMATION OF ASIAN MONSOON SYSTEM:EVIDENCE FROM PALEOMAGNETISM AND PALEOBIOLOGY OF RED BED-BOULDER CONGLOMERATE SEQUENCES ALONG THE NORTHERN TIBET PLATEAU     

PRESENT LANDFORMS, ACTIVE TECTONIC ZONES, DEEP STRUCTURES AND UPLIFT MECHANISMS OF THE LONGSHOUSHAN BLOCK ON THE NORTHERN MARGIN OF THE QINGHAI—TIBET PLATEAU

PRESENT LANDFORMS, ACTIVE TECTONIC ZONES, DEEP STRUCTURES AND UPLIFT MECHANISMS OF THE LONGSHOUSHAN BLOCK ON THE NORTHERN MARGIN OF THE QINGHAI—TIBET PLATEAU     

青藏高原东缘数字高程剖面及其对晚新生代河流 下切深度和下切速率的约束*

文章利用数字高程剖面将青藏高原东缘分为4个大尺度地貌单元,即青藏高原地貌区、龙门山高山地貌区、山前冲积平原区(成都盆地)和四川盆地东部隆起区。根据数字高程剖面中的最高海拔高程点剖面与最低海拔高程点剖面之间的高差,定量计算了该地区河流下切深度;结合成都盆地岷江最古老冲积扇沉积物提供的青藏高原东缘河流形成的时间(3.6MaB.P.),定量计算了河流下切速率为1.29mm/a;在约束局部侵蚀基准面和气候变化对河流下切速率控制作用的基础上,建立了青藏高原东缘河流下切速率与表面隆升速率之间的定量关系,结果表明河流下切速率约为表面隆升速率的4倍。基于龙门山在表面隆升速率和下切速率等方面均大于青藏高原内部,认为青藏高原东缘的边缘山脉是剥蚀隆升和构造隆升两者叠加的产物。