洋脊三联点研究进展

概述了８０年代后期以来洋脊三联点构造研究方面的某些新资料和新成果,综合分析了全球洋脊三联点构造的主要类型和基本特征;重点论述ＲＲＲ型和ＲＲＦ型洋脊三联点轨变结构特性、几何形态、运动状态和构造演化过程,并以具有微板块的三联点结构演化过程分析为例,简要讨论洋脊三联点构造研究的全球构造意义 。     

慢速—超慢速扩张西南印度洋中脊研究进展

西南印度洋中脊具有慢速—超慢速扩张速率和斜向扩张的特征,是全球洋中脊系统研究的热点之一,也是研究海底构造环境、热液活动、地幔深部过程及其动力学机制的重要区域。在前人工作的基础上较为详细地介绍了西南印度洋中脊的研究历史、地形划分、扩张速率及其构造特征,归纳了西南印度洋中脊热液活动及岩石地球化学特征,探讨了超慢速扩张洋脊和超镁铁质岩系热液系统的特殊性,并认为超慢速扩张洋脊广泛暴露的地幔岩及其蛇纹石化作用、超镁铁质岩系热液系统以及热液硫化物成矿作用是西南印度洋中脊今后研究的重要内容。     

西南印度洋中脊地质构造对地幔部分熔融的影响:深海橄榄岩尖晶石成分证据

慢速-超慢速扩张西南印度洋中脊普遍发育转换断层,洋脊分段性明显,是研究地质构造与地幔部分熔融关系的理想场所。对西南印度洋中脊(52°20′53°30′E)Gallieni转换断层与Gazelle转换断层之间洋脊段6个站位的深海橄榄岩研究发现:尖晶石Cr#的变化范围为0.194～0.329,对应的地幔部分熔融程度为7.6%～13.0%,反映全球洋中脊系统中低程度的地幔部分熔融,并且离转换断层近的地幔部分熔融程度低于洋脊分段中心,这种差异除了受转换断层的冷却作用影响外,还可能与洋脊分段中心更强的岩浆抽提作用有关。将研究区与全球其他洋脊对比发现,尖晶石Cr#及对应的地幔部分熔融程度随洋脊扩张速率的降低而降低,在探讨地幔部分熔融程度与洋脊扩张速率的相关性时,通过对转换断层效应的校正,能够更准确地反映地幔部分熔融程度随洋脊扩张速率的变化趋势。     

洋脊地质学与成矿学

洋脊分活动型和稳定型两种,柱状地质剖面由未固结沉积物和上、下洋壳三部分构成,横向断裂带发育。岩石蚀变、变质普遍,可与大陆拉斑玄武岩对比。洋脊正在进行两种成矿过程。近20年在洋脊发现的矿床(化)可分为11个类型,其中有的具有工业意义。洋脊研究的深入,将进一步揭示洋壳的奥秘,还将提高对陆壳以及整个地球历史演化进程中的沉积、岩浆、变质、成矿、成岩和构造等作用以及这些作用之间相互促进和制约关系的认识。     

西南印度洋洋盆演化和岩浆地球化学印迹

西南印度洋中脊(SWIR)平均扩张速率约为14 mm/yr,是全球洋中脊系统的重要组成端元,因其具有慢速-超慢速扩张特征,引起全球科学家的广泛关注。基于前人对SWIR的综合研究成果,从构造和岩浆作用两个角度出发,系统地回顾了SWIR的形成和演化历史,探讨了岩浆的分布特征和地幔不均一性成因。SWIR的形成始于冈瓦纳大陆的裂解,中段洋脊区域(26～42°E)是印度洋最早开启的窗口,历经多次洋脊跃迁和扩展作用形成了斜向扩张展布,多分段的构造格局。地幔热点在冈瓦纳大陆裂解过程中扮演了关键角色,并对SWIR的洋底地貌和岩浆作用具有显著影响,其中Bouvet和Marion热点在SWIR的西段和中段岩浆均留下了地球化学印迹。SWIR西段岩浆除却Bouvet热点影响之外表现出与大西洋-太平洋型玄武岩相似的同位素地球化学特征。在SWIR中段,39～41°E附近的岩浆具有显著的DUPAL异常特征,与冈瓦纳大陆的初始形成、裂解紧密相关。受俯冲改造的中—新元古代的造山带岩石圈地幔拆沉是造成SWIR中段地幔不均一性的重要根源。在SWIR东段,46～52°E区域内的局部岩浆组成异常,推测具有大陆地壳物质混染的成因。而在Melville转换断层以东,洋脊形成时间最晚,玄武岩的地幔源区受到了富集组分的交代作用,其同位素组成与相邻的中印度洋中脊(CIR)和东南印度洋中脊(SEIR)地幔源区具有亲缘性。     

热点作用背景下的洋中脊跃迁和扩展作用:印度洋盆地张开过程探讨

在《印度洋底大地构造图》的基础上,分析了印度洋盆构造格局和洋盆演化重大事件序列,并从印度洋盆初始裂解机制、扩张中心跃迁与热点作用、洋中脊扩展作用等方面讨论了印度洋盆的张开过程,提出以下几点认识:(1)现今印度洋洋中脊可分为两个系统:东南印度洋中脊-中印度洋中脊-卡斯伯格洋脊系统(东支)和西南印度洋中脊系统(西支),前者是太平洋洋中脊扩展作用的产物,后者是太平洋-东南印度洋中脊与大西洋中脊之间构造调节的产物;(2)印度洋盆最初裂解受地幔柱垂向挤压-水平伸展作用控制,沿前寒武造山带等地壳薄弱带发育;(3)印度洋盆经历两次扩张中心的跃迁,其趋向性跃迁方向与热点相对板块的运动方向具有一致性,显示两者存在内在联系。(4)大西洋和太平洋洋中脊在印度洋交汇,于古近纪连通,末端伴随陆块持续发生碎裂化、裂解化,可称为鱼尾构造模式,表明印度洋盆衔接和调节了三大洋盆的发育和演化过程,具有全球洋盆枢纽的关键意义。     

西南印度洋构造地貌与构造过程

本文基于海底水深数据,制定了西南印度洋超慢速扩张脊新的海底构造地貌划分原则,将西南印度洋划分为7级构造地貌单元;并以该洋中脊中段的Discovery II和Gallieni转换断层之间及其邻区的海底构造地貌特征为依据,将其与该区断裂演化、分段性、分段拓展机制、中央裂谷形成过程、脊–柱相互作用和洋中脊跃迁进行综合分析。结果表明,该区洋中脊可以划分为4个三级构造地貌单元(即洋中脊的一级分段),从西向东被Andrew Bain和Prince Edwards、Discovery II以及Gallieni转换断层依次分割,分别反映为强热点–洋中脊相互作用的扩张脊、弱热点–洋中脊相互作用的扩张脊和正常超慢速扩张脊的地貌类型。每个三级分段可进一步划分为3~4个四级分段,本文仅侧重Discovery II和Gallieni转换断层间洋中脊四到七级的4个级别分段划分(即洋中脊的四级构造地貌单元再划分为3级)。其中,第七级构造地貌单元分别为侧列式裂谷(剪切带)、雁列式裂谷、横断层带等构造分割。该段洋中脊先后受Marion、Crozet、Madagascar等热点或海台的影响,经历了3次洋中脊跃迁,时间大致分别为80 Ma,60 Ma和40 Ma,该过程与冈瓦纳大陆裂解以来的大洋演化有关。最后,本文详细分析了20 Ma以来的西南印度洋洋中脊轴部的周期性拉分式断陷、多米诺式箕状断陷、地堑式断陷和海洋核杂岩等构造过程。     

西北印度洋脊的厘定及其地质构造特征

西北印度洋的洋脊系统目前以"中印度洋脊"和"卡尔斯伯格脊"分别指示南北两段,两者的分界点被认为是澳大利亚板块与印度板块的板块边界与洋脊的交点,但具体分布位置不明确.基于已有的地质、地球物理和地球化学等多方面特征,认为卡尔斯伯格脊和中印度洋脊可以统一称为"西北印度洋脊",从罗德里格斯三联点一直延伸到欧文断裂带.新的洋脊厘定将有助于更全面地了解整个西北印度洋的洋脊演化和地球动力学过程.西北印度洋脊地形上南北两端断裂较少,中间断层密集,形似吸管的弯折部位,调节洋脊的转向.重力异常显示沿脊轴方向两端高中间低的特征,表明两端岩浆供给相对充足,而中间断层密集区岩浆量少.磁异常特征显示清晰的分带性,指示多阶段的洋脊扩张历史.岩石地球化学特征显示南北两个同位素相对富集洋脊段,可能与热点作用相关,或与残留岩石圈或地壳物质对亏损软流圈地幔的富集改造有关.     

西南印度洋中脊斜向扩张分段特征及构造成因探讨

斜向扩张是超慢速扩张洋中脊独特的构造特征,其地形分段特征明显区别于经典的快速-慢速端元洋中脊模型,是理解超慢速扩张洋中脊地质过程的重要切入点。基于西南印度洋中脊Indomed-Gallieni和Shaka-DuToit段多波束地形数据,分析了不同斜向扩张角度(α)洋中脊的地形分段样式。其中,46.5°~47.5°E(α=5°)、16°~25°E(α=10°)和48.5°~52°E(α=15°)为近正向扩张段,发育雁列式叠置的中央火山脊;47.5°~48.5°E(α=50°)和16°~25°E(α=60°)为斜向扩张段,仅在洋脊段中部形成中央火山脊。利用有限差分+颗粒法(FD+MIC)数值模拟技术研究了洋中脊应变分布特征对不同α值的响应,结合地形分析,认为斜向扩张角度和温度异常分布共同控制了洋中脊地形分段样式。近正向扩张洋中脊(α＜20°)在温度异常处形成地壳伸展应变的集中区,有利于岩浆汇聚,发育雁列式叠置的中央火山脊,其位置随温度异常分布的变化而改变;斜向扩张洋中脊(α>20°)地壳伸展应变集中区的位置受斜向扩张几何样式控制,在洋脊段中部发育中央火山脊,对温度异常不敏感,形成位置长期固定的岩浆活动中心。     

西南印度洋中脊热液沉积稀土元素地球化学特征

西南印度洋中脊(SWIR)超慢速扩张段特殊的构造环境是了解洋脊深部过程和热液系统的又一天然验室,为进一步认识全球洋中脊热液系统提供了新的思路和内容。同时,慢速扩张脊较低频率的构造事件或许促进热液上升流的长寿命、多期次活动,与高度不稳定的快速扩张热液系统相比更有利于大型矿床的形成。     

活断层的分段模型

活断层分段模型的建立是活动构造研究领域一个重要的新进展，它对了解断层的习性，认识破裂的起始与终止过程具有重要意义。它促进了地震危险性预测定量新方法的发展。段指的是断层彼此独立破裂延展的部分，它是断层上独立的破裂单元，它控制了破裂的位置与延展。分段主要指的是破裂分段。本文综述了有关段的含义及分段概念的发展，段的稳定性及分段标志以及分段与地震危险性评估有关的问题。     

基于模糊数学综合评判的库岸稳定性分段——以新疆某水电站近坝库岸为例

从影响库岸稳定性的诸因素中筛选出六个主要因素：坡度、坡体形态、坡体完整性程度、库水面宽度、主风向与库岸夹角及坡体结构,根据其影响程度确定了它们的权重,将库岸稳定性分为良好、较好、较差和差四级。按照各个影响因素对斜坡和各级稳定性的影响不同,对各单因素进行离散化处理,得到各影响因素的隶属度矩阵。通过对各单因素矩阵与影响因素权重运算,得到各个单元分区的稳定性评价结果。运用该方法对新疆某水电站近坝库岸段20km的稳定性进行了评价,认为稳定性较差库岸段总长约4.1km,占20.3%,主要为地质灾害分布处及工程地质条件较差的地段。该综合评判成果与现场勘察及遥感解译结果较为一致。     

Dike intrusion under shear stress: Effects on magnetic and vesicle fabrics in dikes from rift zones of Tenerife (Canary Islands)

A theoretical model predicting how anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) and vesicle fabrics are modified by shear stress resolved on the dike walls prior to the final cooling of magma is developed for vertical dikes. The resulting fabrics are asymmetric with respect to initial fabrics assumed to be symmetric. Application of this model together with collected data on magma flow direction, dike propagation direction and mechanism, and shear sense, allow us to interpret dike fabrics in terms of shear resolved on the dike walls during intrusion (en echelon arrangement, offsetting, and dike curvature). The interpretation of AMS and vesicle fabrics of the margins of four dikes shows a reasonable agreement with the proposed theoretical models, suggesting that asymmetric fabrics can be used to infer magma flow and may provide valuable information on the shear resolved on the dike walls during intrusion.     

一种基于面向对象辅以DSM的建筑物提取方法

基于面向对象技术并辅以DSN的方法来快速提取建筑物信息,从LiDAR点云数据生成的DSM中提取到坡度信息,并根据对象的高度信息来提取到建筑物的大致轮廓,然后分割建筑物轮廓外的对象,依据已分建筑物对象的空间信息、形状信息及光谱信息来优化建筑物轮廓。实验结果表明,提取到的对象的正确率为97. 9%,完整率为96. 4%。     

一种面向对象的最优分割尺度计算模型

作为信息提取和分类的前提,面向对象的影像分割尺度参数的设置直接影响到提取和分类的精度。本文以GF-2影像数据为例,在已有分割理论和方法的基础上提出一种基于最优分割尺度的计算模型（OS模型）。该模型以主成分分析所得的主成分以及新建的归一化植被指数（normalized vegetation index,NDVI）特征层作为分割参考层,综合考虑均质因子的影响,构建加权尺度评价指数,插值拟合最优分割尺度。构建误差系数（E_c）对模型进行评价,结果表明：OS模型误差系数（E_c=1.15%）小于传统模型（E_c=3.28%）,且分割对象更均匀、与实际地物更接近。     

河西走廊盆地西段玉门断裂晚新生代的活动特征

玉门断裂中段地表地貌陡坎明显,主断裂直接出露地表,使前新生代地层或早新生代地层与晚新生代松散沉积物呈断裂接触,说明玉门断裂中段形成早、活动时间长、位移幅度大,从而在冰沟口一带形成宽度超过200m的巨大破碎带。玉门断裂西段新构造活动表现的最大特点是地表较少见及主断裂的出露,以隐伏断裂为主。在地表常见有由新近系地层组成的不对称褶皱构造,属于与逆冲断裂密切相关的、也是正在变形的“活动背斜”。这说明玉门活动断裂西段形成时间较晚、活动时间短、活动位移幅度比较小。玉门断裂的活动性质以粘滑变形为主,次为蠕滑变形。玉门断裂是全新世活动断裂,最近2次新构造活动发生在距今7.4ka和3.2ka的全新世中期和晚期。该断裂也是现代发震断裂,,其西端深部的扩展破裂引发2002年的5.9级玉门地震。     

南海西缘断裂带走滑特征及其形成机理初步研究

南海西缘断裂带是南海西部最主要的构造要素,从北到南贯穿了该区主要的沉积盆地,具有走滑断裂的性质。由于不同地质时期走滑方向的不同,形成了不同的断层组合,主要表现为负花状构造和北东向、北西向两组雁列断层以及平面上双马尾状构造组合。主体断裂带以单条式为主,区段式活动特征明显。在南北盆地之间的构造转换带表现为负花状构造-犁式断裂-多米诺式反向调节正断层的组合。综合分析认为,南海西缘断裂是一组长期活动的断裂带,大规模走滑活动从中始新世至第四纪时期,主要为右旋走滑,应力以张扭作用为主;但是在中中新世末期,走滑方向曾经发生转变,为左旋走滑,转为压扭应力,造成区域隆升,导致地层被剥蚀,南海西部盆地现今沉积-构造格局基本形成。     

断层圈闭形成机制及时空配置有效性评价——以歧口凹陷歧南斜坡为例

断层的分段生长和连接控制着断层圈闭的形成,为了研究断层形成过程对圈闭形成的控制作用,应用位移/离距法和位移梯度比法判别断层相互作用阶段,落实断层圈闭的空间匹配有效性。针对空间匹配的断层圈闭,应用最大断距相减法开展断层圈闭形成时期的研究,在成藏关键时期前形成的断层圈闭是油气有利聚集的部位。本文以歧口凹陷歧南斜坡的南大港同向断层与扣村反向断层为例,开展断层圈闭时空配置有效性评价,研究结果表明油气多分布在同时具备空间和时间匹配有效的断层圈闭内,仅具备空间或时间匹配有效性的断层圈闭中未见油气聚集。因此,通过对未钻探断层圈闭开展时空匹配有效性评价,能够有效地降低勘探开发的风险。     

鄂西清江上游NE向活动断层束分段分形特征

在地质调查的基础上,初步厘定了清江上游ＮＥ向断层束７条区域性活动断层的轨迹结构,并依据断层几何轨迹的间断、连接和重叠特性,划分断层带的相对独立断裂段;进而利用分形分维分析,分别估算活动断层和相对独立断层段的轨迹结构分维值。计算结果表明：每条断层的轨迹结构具有其特征性的分维值,轨迹结构越复杂,分维值越高,咸丰断层分维值最高（Ｄ＝１．２６８）,齐岳山断层带分维值最低（Ｄ＝０．９８０）;每个相对独立的断层段也具有特征性的分维值,其中,郁江断层带的Ⅱ段的分维值最高（Ｄ＝１．３１８）,齐岳山断层带的Ⅰ段的分维值最低（Ｄ＝０．９６２）;断层轨迹结构越复杂、分段阶区分支断裂越多、分维值越高,其现今活动性越强;活动断层分段分形分析是进行断层活动性评价的有效途径之一。     

A heuristic search method for optimal zonation of well logs

Optimal zonation of well-log data, that is, determining an optimal number of major segments such as waveforms in a log, may be achieved by employing a criterion of minimum variance (within a segment) and a heuristic search of potential boundary (link) points of digitized log data. This new method is based on an algorithm originally devised by D. M. Hawkins and D. F. Merriam in 1973. Their method can be improved by introducing a heuristic search procedure, thereby decreasing computer time by 7- to 50-fold, depending on the number of data points and configuration of the logs. Time saving is proportional to the size of the data set. Three examples—one hypothetical and two real—are used to illustrate the modification of the Hawkins and Merriam algorithm.Presented at the Geological Society of America Annual Meeting, Orlando, Florida, 1985.