造山带与相邻盆地间物质的横向迁移

本文以太行山隆起与相邻华北断陷盆地为例，论述了在大陆岩石圈中造山带与相邻断陷盆地在地球动力学机制上是相辅相成的对立统一体系。当软流圈受力产生波状起伏变形时，在软流圈和上地幔隆起上方，地壳发生减薄并裂陷；软流圈和上地幔拗陷上方，地壳变厚，由脉隆升。造山带遭受物理（化学）风化作用的产物被搬运至相邻断陷盆地，并以逆冲推覆岩片、拆离滑脱构造体系向盆地扩展。断陷盆地的中下地壳物质，则在地幔上隆形成的地幔位势差、密度差和盆地扩张力的共同驱动下，沿向造山带缓倾的拆离滑脱变形带，向山根蠕动流动，以补充因地幔拗陷和山脉隆升造成的重力亏损，从而达到岩石圈四维空间物质的动态调整。     

龙门山南段冲断带流体活动特征

龙门山因其关键的构造位置和典型的前陆冲断构造,历来受到国内外学者的广泛关注。由于其冲断推覆构造发育,地壳内存在多层次的推覆滑脱构造带,形成了良好的流体运移和聚集场所。而流体是盆山物质交换的最主要介质,与盆地内油气及金属矿床的形成分布密切相关。龙门山冲断带特殊的构造位置,多期次的构造活     

渤海湾盆地中—新生代岩石圈热结构与热-流变学演化

文章主要利用中—新生代热史、地壳分层结构以及流变学参数,模拟计算渤海湾盆地中—新生代岩石圈热结构和热-流变结构演化特征。结果表明,盆地由三叠纪—侏罗纪时期的"冷幔热壳"型岩石圈热结构转变为白垩纪至今的"热幔冷壳"型岩石圈热结构。从济阳坳陷岩石圈热-流变结构演化特征来看,中生代早期上地壳上部、中地壳上部及上地幔顶部表现为厚的脆性层;早白垩世初期中地壳上部及上地幔顶部的脆性层完全转变为韧性层;晚白垩世开始,中地壳上部出现薄层的脆性层;古近纪早期中地壳上部脆性层变薄变浅;现今则除了发育上地壳上部、中地壳上部脆性层外,上地幔顶部开始在浅部发育薄的脆性层。中—新生代岩石圈总强度演化表明在早白垩世晚期和古近纪早期经历了两期减弱,中生代早期岩石圈总强度远大于中侏罗世之后的岩石圈总强度。岩石圈热-流变结构和强度演化与华北克拉通破坏过程中岩石圈厚度的变化具有良好的对应关系,从侧面反映太平洋板块俯冲和回撤导致华北克拉通东部破坏的地球动力学过程。因此,岩石圈热-流变结构可以为盆地形成、大陆边缘和造山带等的动力学演化过程研究提供科学依据。     

青藏高原东缘地壳上地幔结构及其动力学意义

本文综述了我们在青藏高原东缘实施的垂直切过龙门山断裂带宽频带地震探测的研究成果,揭示了研究区复杂的地壳上地幔结构,结果表明松潘-甘孜地块与四川盆地西缘莫霍面深度为58 km与40 km±,在龙门山断裂带下方存在约15 km的莫霍面错断; 松潘-甘孜与龙门山断裂带域地壳纵横波速度比Vp/Vs比值远大于173,预示着粘性下地壳流或基性/超基性物质的存在。探讨了研究区强烈的盆山之间以及深部不同层圈之间的相互作用,推断四川盆地对青藏高原东缘软流圈驱动的物质东向逃逸阻挡作用可能深达整个上地幔。     

区域伸展体制下盆—山构造耦合关系的探讨——以渤海湾盆地和太行山为例

根据地质、地球物理和构造地貌等资料研究了渤海湾盆地和太行山之间的耦合关系。盆地和山脉是在晚白世形成的结山准平原上经新生代裂陷作用产生的。盆地阶段性下沉与山区间歇性抬升彼此相应，相反相成。盆山之间的太行山山前断裂带是上地壳中的大型拆离构造，沿它拉张滑脱而盆降、山隆；区内现今地壳上地幔结构等差异可能是盆－山构造发育过程中形成的，总体为分层拆离、脆韧转换和伸展－收缩组合而成的岩石圈结构构造剖面。盆地和山脉具统一的形成机制和同一动力条件，盆地深部软流圈上隆和侧向分流导致岩石圈地幔和下地壳自下而上同向锁流变，不仅托曳传力使上覆壳层拉张裂陷成盆，而且往西推挤山区相同层圈的物质使之缩短增厚并隆升，为盆地伸展让位；山半随盆地发育而形成。     

青藏高原地壳与上地幔成层速度结构与深部层间物质的运移轨迹

在印度洋板块与欧亚板块碰撞、挤压作用下,促使深部物质重新分异、调整和运移,并导致了地壳的短缩增厚,而且造成了高原的整体隆升和深部壳、幔物质的侧向流展。基于青藏高原腹地和周边地域地壳与上地幔的成层速度结构,特别是其特异层序的展布研究表明,青藏高原地壳巨厚,但岩石圈却相对较薄;地壳中于深20±5km处存在一低速层,层速度为5.7±0.1km/s,厚度为8±2km;上地幔软流圈顶部深度为110±10km;下地壳与上地幔盖层物质以地壳低速层为上滑移面,以岩石圈漂曳的上地幔软流圈顶面为下滑移面,在印度洋板块N-NNE向力源作用下在同步运移,即形成了青藏高原腹地和周边地域特异的大陆地球动力学环境。     

新生代以来中国大陆岩石圈尺度的大地构造分区

基于大陆根柱构造概念，讨论了新生代以来大陆岩石圈尺度的大地构造分枢，地壳浅部主要表现为３种形态，即西部挤压造山带、东部大陆裂谷带和中部克拉通块体群，它们分别对应山根与造山岩石圈根、地幔热柱和大陆（岩石圈）根，认为浅部构造开矿对对壳幔深部构造的一种响应，简述了地于岩石圈度的３个大地构造单元的软流圈     

龙门山北段矿山梁构造解析及其油气勘探

矿山梁构造是龙门山冲断带北段典型的前锋构造之一,经历了晚三叠世和新生代两期构造挤压变形。矿山梁构造几何学上表现为一个双重构造:浅层是一个晚三叠世形成的断层转折褶皱;深层则是在新生代形成的三个逆冲岩片叠置所构成的隐伏堆垛背斜构造。深部构造的发育改造了上覆晚三叠世形成的浅层构造。矿山梁构造的有利勘探部位是深部的隐伏冲断构造,尤其是新生代构造变形中最早形成的构造岩片即岩片1,但该构造能否具有较好的油气潜力则取决于深部构造顶部滑脱层的封堵能力。分析认为新生代形成的隐伏冲断构造是龙门山冲断带前锋带中油气勘探的新领域。     

龙门山地区上地壳的拱曲冲断作用及其深部动力学机制探讨

地形地貌与区域地质构造分析揭示,龙门山一带上地壳的汇聚作用表现为松潘－甘孜块体东缘的褶皱拱曲与扬子克拉通西缘的高角度叠瓦状冲断,近地表形成了一个巨大的北东向展布的拱曲冲断构造带。松潘－甘孜块体东缘的拱起预示着可能有来自深部的顶托。人工地震测深得到的地壳P波速度结构剖面也揭示,松潘－甘孜块体东缘上地壳普遍有较大范围的拱起,上地壳底部的低速层也同步抬升,其隆起范围与近地表的拱曲冲断带比较一致,说明很可能存在来自中下地壳的上拱作用。面波层析成像揭示松潘－甘孜块体与扬子克拉通具有截然不同的壳幔结构,扬子克拉通速度较高,且不存在低速夹层; 而松潘－甘孜块体速度偏低,地壳明显增厚,且下地壳及地幔上部存在S波低速层,地幔低速层上涌至壳幔过渡带,甚至侵入四川盆地之下,且上涌的范围与地表拱曲冲断带恰巧吻合,推测地幔盖层与下地壳塑性软弱物质的局部上涌促成了上地壳的拱曲。2008年汶川8.0级地震发生在拱曲冲断带中段,最大同震位移场位于龙门山拱曲冲断带及四川盆地西缘,揭示松潘－甘孜块体东缘的拱曲与扬子克拉通西缘的冲断共同受制于两大块体最新的汇聚作用。认为龙门山拱曲冲断构造带是陆内汇聚与壳幔通道流上涌联合作用的结果。爆破地震测深与地震层析成像不显示陆内俯冲图像,两大地块之间中地壳以下似为一近直立的汇聚带,这一构造格架将物质迁移主要限于垂向上,有利于龙门山保持大地形高差,而四川盆地一侧则因难以形成大的构造负载,前陆凹陷作用不显著。     

龙门山多层分层拆离地壳结构:新构造变形与深部构造证据

2008年5.12汶川地震发生后,对于龙门山地壳结构及其与汶川地震的成生联系成为构造地质学研究极为关注的科学问题。然而,现有的多种龙门山地壳结构模式在综合解释表层构造变形及深部构造时与调查和探测资料均有不符。利用前人地球物理探测成果,结合穿过龙门山主要发震构造单元彭灌杂岩及雪隆包岩体的综合构造剖面,将地表构造与深部地壳探测资料结合进行了综合解释,认为龙门山逆冲构造带中的多重冲断推覆构造由约10 km深处的拆离断层分隔,因而应该只是浅层次构造变形的组合样式;在中、下地壳韧性流壳层的主导下,扬子地块基底被动?入并形成多层拆离的韧性流变构造组合。5.12汶川地震及余震是由于以彭灌杂岩和雪隆包岩体为代表的刚性体,在上部韧性流壳层前端的持续推挤作用下,发生破裂而形成的。     

中国东部壳-幔、岩石圈-软流圈之间的相互作用带：特征及转换时限

中国东部中—新生代,下部岩石圈存在壳与幔、岩石圈与软流圈两个相互作用带,它们是重要的岩浆源区,在层圈相互作用中,热和物质的交换及其动力学过程是引起中、新生代岩石圈内部层圈间的厚度调整、岩石圈不均匀减薄以及区域构造-岩浆-成矿作用的重要机理。大陆内部的壳-幔作用有3种类型:地幔来源的底侵熔体与下地壳的作用;下地壳拆沉进入弱化(weakening)了的岩石圈地幔二者发生的作用以及陆-陆碰撞深俯冲带的壳-幔相互作用。它们形成的火山岩组合有一定的差别,但源区都含有地壳组分。岩石圈-软流圈的作用带也是重要的岩浆源区,源区是以软流圈地幔为主,基本不含地壳组分。东部岩石圈的减薄时间大体与出现大规模软流圈来源的玄武岩喷发的时间一致,也与上述两类层圈作用转换的时间一致,大约在100Ma以后。     

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逆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以来的逆冲推覆作用分为６个逆冲推覆构造幕和１１个逆冲推覆构造事件，龙门山冲断带逆冲推覆作用在时间上具多幕性和周期性，在空间上具产展式进推覆的特点，逆冲推覆作用的强度具有由北东向南西迁移的特点，并具     

川西龙门山前陆盆地晚新生代沉积记录与构造响应

龙门山前陆盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山推覆造山带与龙泉山褶断带之间。自4.6 Ma以来,逆冲推覆构造运动使龙门山造山带强烈隆升,古河流的侵蚀、搬运和堆积作用使盆地沉积了1套巨厚的半固结—松散堆积物。通过对沉积特征和沉积结构的综合研究,认为龙门山前陆盆地是由自东向西的深部多级俯冲潜滑而引起的浅部由西向东的多层次推覆作用形成的,其晚新生代逆冲推覆构造所产生的构造负载是龙门山前陆盆地的成盆动力。岩浆物质的循环过程表明成都盆地在形成过程中遵循物质循环与能量守恒定律。龙门山前陆盆地地质构造的沉积响应表现为:沉积基底整体上向西倾斜,盆地剖面明显不对称;沉积地层与下伏地层均为不整合接触;盆内发育了一系列相间排列的次级凹陷和凸起,并呈雁斜式展布;砾质粗碎屑楔状体的周期性发育。从盆地动力学的角度初步分析了龙门山前陆盆地盆-山耦合关系,龙门山冲断带及其前陆盆地的研究对于大地构造位置、成矿作用以及油气聚集地的勘探等具有重要意义。     

燕山陆内造山作用的深部制约因素

中生代燕山陆内造山带是在克拉通软弱带上发育起来的。陆内造山作用受到深部条件的制约是与陆缘造山的主要区别。深部制约表现在:(1)继承性的构造活动;(2)断块的差异升降;(3)主动裂谷盆地演化;(4)岩石圈剧烈的构造变动。其中,岩石圈剧烈的构造变动和主动裂谷盆地演化直接受制于上地幔的影响,而断块差异升降是深部作用的间接反映。继承性的构造活动贯穿于燕山运动各个时期,其表现形式可以不同。这些深部影响因素随着时间是有变化的,存在交叉叠置,但是构造-岩浆活动的深度总的来说趋于越来越浅。与其他陆缘、陆间造山带对比,可以看到深部热体制调整在燕山陆内造山作用中是最重要的因素。陆内造山作用是上部地壳对岩石圈不同深度层次剧烈变动的响应,地壳以及岩石圈的加厚和随后的变薄是其实质性的构造过程,不仅导致岩石的变形,而且也引起了山脉的隆升。     

川黔湘构造带构造样式及深部动力学制约

川黔湘构造带可划分为4个不同的构造带,其中雪峰山构造带地理位置特殊,恰位于华南块体南北向重力梯度带上,两侧岩石圈厚度差异显著,其成因机制历来是争论的焦点。雪峰山构造带基底是一个花状结构,与川黔隔槽式褶皱带构成一个整体,为一个厚皮结构。雪峰山基底在沅麻盆地隆升最高,表现为压扭性构造特点。参考深反射剖面,绘制了研究区浅层与深部结构地质剖面。板块受挤压,中、上地壳与下地壳存在不同的耦合方式,对此分析了研究区下地壳的变形过程。雪峰山下地壳向下存在对冲,形成山根,但并没有俯冲至地幔。随地壳加厚,岩石圈发生弯曲,下地壳与上地幔存在瑞利泰勒不稳定性,并下沉至软流圈地幔。晚中生代,伸展背景下的软流圈上涌使雪峰山以东岩石圈发生拆沉,致使两侧岩石圈厚度出现差异。     

东秦岭造山带岩石圈热结构及断面模型

东秦岭岩石圈热结构热状态十分不均匀,沿断面可分成华北地块、北秦岭、南秦岭、扬子地块四大块,南秦岭为“热区”,北秦岭为“冷区”。商丹断裂带具８１．３ｍＷ／ｍ２高热流值,是南北秦岭的分界线,是多期构造运动的活动带,是扬子地块与华北地块的缝合带。加里东期扬子地块向华北地块俯冲碰撞,印支—燕山期俯冲板片由于“去层状化作用”断开下沉,软流圈上侵,岩石圈上地幔变薄。后国华北岩石圈下部插入扬子俯冲板片中形成穿插构造,商丹断裂带成为现今向南倾的走滑断裂带。中上地壳有不同时期的大规模逆冲推覆体,断块向南叠置;下地壳缩短成“漏斗”状下滑,地壳增厚造成东秦岭造山带现今独特复杂的岩石圈五层结构模型。     

塔里木地块北部横向构造及断条模式

提要:塔里木盆地北部与西南天山毗邻区域发育的浅部构造系统是喀什坳陷—柯坪塔格逆冲推覆构造带—库车前陆坳陷冲断带,它们在山前以1～3排方式平行造山带展布,是一套由底板滑脱断坪和断坡构成的逆冲推覆系统,具有明显的横向分段性;该区深部构造系统却是一组以北西向为主展布的断条构造,并可以划分出4个一级断条构造。笔者从构造层变形、重力、航磁异常场及天然地震平面分布密度等几个角度,对区内深部横向构造系统进行了研究,并利用天然地震深度/频次统计结果,识别出圈层拆离解耦面的深度分布,进而探讨了深部横向构造运动的岩石圈地壳圈层归属,对区域北西向横向构造系统做了详细的论述。本文选择喀拉玉尔滚断裂带和库尔勒断裂带进行重点解剖,研究了横向构造与浅部构造的转换关系,最终提出了塔里木地块北部断条构造几何学运动学模式,即塔里木地块深部向北西方向运动受到古西南天山的阻挡性约束而“被迫”俯冲,岩石圈地壳发生拆离解耦,原有的横向构造——北西向构造带(断裂带)被激活,使得俯冲系统以断条为单位进行俯冲;在俯冲过程中,岩石圈地壳的拆离及横向构造被激活的方向是从约束体(南天山)附近开始,向塔里木盆地(北部)的腹地方向推进,因此,越是接近造山带区域,断条俯冲状态的差异越明显,横向分段性越突出;而正因为塔里木地块以断条形式向南天山的俯冲行为,使得山前坳陷冲断带(及天山)发生分段。     

基于粒子成像测速(PIV)技术的褶皱冲断带砂箱构造物理模拟研究

在前人对褶皱冲断带的研究基础上,为进一步深入分析对比滑脱层数量、强度、深度等对褶皱冲断带的制约,设计了6组砂箱模拟实验,并运用粒子成像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术的实时监测,计算出各阶段模型剖面上的速度场和涡度场,对褶皱冲断带的运动学过程和变形机制进行详细刻画和定量分析。实验结果表明,滑脱层的强度和深度均制约着褶皱断层的构造演化,滑脱层的强度越小,其上覆地层中的变形传播越远,滑脱层深度越深,对整个构造样式更具有控制作用,变形也就传播得更远。以微玻璃珠组成的滑脱层主要产生前展型逆冲叠瓦式构造,上部推覆体前缘水平位移较快;以硅胶组成的滑脱层上部形成叠瓦式构造,下部形成冲起构造,上、下两部分具有明显的分层变形特征。PIV监测结果显示,当上盘速度骤停,并且前缘涡度值骤降时,断坡形成并发展成断坪-断坡组合构造样式;下一条断层以相同方式在前缘形成,从而使褶皱冲断带向前陆方向扩展。将实验结果与龙门山南段褶皱冲断带进行了对比分析,得到了较好的印证。     

青藏高原地球物理特征分析

根据区域性航空磁测、重力区测及现代地震活动观察分析表明,青藏高原是一个十分独特和年青的巨大的构造单元。它具有薄的磁性壳层,透镜状的地壳结构,断块镶嵌的构造特征。高的热流和地震活动,以及地磁场的剧烈衰减和大面积分布的均衡重力异常,揭示出青藏高原目前仍然在升温上拱和推覆调整中。青藏高原地壳内部普遍发育低速低阻层,壳下发育壳幔混合层。地壳显示为两类不同特征的结构层:上部地壳以断错叠推增厚为特征,下部地壳因混入大量上地幔及软流圈物质而增生为透镜层。地壳挤压推叠破坏了岩石圆的均衡状态,而地幔混合层的发育则是对壳幔不均衡状态的补偿和调整。由于地壳深部的高温高压环境,古构造岩相痕迹被改造熔蚀,现今观察到的青藏高原地球物理特征主要反映的是新近发育和目前存在的构造特征。青藏高原是由两个不同历史演化的大陆板块碰撞缝合而成。航磁及其它地球物理测量表明,两大板块的结合带发育在金沙江—红河断裂带及南侧的唐古拉—三江构造带。在上述地带两边,区域磁场背景差别十分明显。     

福建省地壳——上地幔结构及深部构造背景的研究

本文主要根据区域、深部物探资料成果,结合地质特征,综合论述了与福建省地壳—上地幔及深部构造背景有关的重要基础地质问题:本省地壳可分为上、中、下三层,内有七个速度层,壳—幔分为七个电性层,据此建立了地壳—上地幔综合柱状图及圈层结构综合模式;省内断裂分为岩石圈、地壳、基底、盖层四种类型,最重要的断裂有七条,总结出本省构造格架具有东西分带、南北分块的特征;深部构造从东到西地幔具有陡坡带—坳陷带—缓隆带及岩石圈顶面具有深凹陷—狭窄隆起带—隆起的分区特点;提出松溪—长汀、滨海两条古俯冲带,将本省及邻区划分为武夷、戴云、台湾三个古板块及四个相应大地构造单元;提出在同安—莆田—带深凹陷上存在印支期古俯冲事件残迹,并探索了与其有关的四个大型推覆构造、三个环状构造,以及东部火山岩区存在古裂堑构造等;将省内花岗岩类成因划分为 I、S 及过渡型,探讨了它与深部构造及与板块活动关系等;论述了深部构造与内生金属矿床分布的关系,总结出了控制本省矿床形成的七种基本要素,圈出了三条主要成矿远景带及17个远景区,为今后进一步开展地勘工作提供了依据。