论秦岭造山带及其立交桥式构造的流变学与动力学

当前受国内外地学界广泛关注的秦岭印支造山带，其前身是地球自转速度缓慢变化过程中派生的纬向剪切力和重力共同作用下，于惯性力最大的上地壳所产生的受东西向走滑正断层控制的盆\|山系,而不是洋壳俯冲形成的沟\|弧\|盆系；其造山机制是南秦岭断陷盆地上地壳底部刚硬的结晶基底，对北秦岭断隆山软弱的中地壳塑性层俯冲所造成的壳内冲叠造山带，而不是整个岩石圈对软流层俯冲导生的板块碰撞造山带；其动力是212 Ma前发生于加拿大安大略省直径100 km撞击坑的陨击事件，促使地球自转速度急剧变慢所派生的由南向北的强烈挤压作用，而不是地幔对流带动板块漂移碰撞；其超高压变质带是壳内俯冲动力作用所致，而不是陆壳俯冲到100 km以深温压环境的产物；其立交桥式构造，是异常地幔响应了地壳上部新产生的不同方向的中\|新生代断陷盆地引起的重力失衡作用的结果，而不是地幔柱主动隆升造成与原来东西向造山带的非耦合关系.     

松辽盆地深部地质特征及其盆地动力学演化

对松辽盆地深反射地震资料的分析表明 ,该盆地地壳不仅具有层圈结构 ,而且具有明显的块断构造 ,这些块断的边界是深部热流体的网络通道。以深反射地震资料研究为基础 ,结合区域地震层析成像、火山岩地球化学等对壳幔相互作用的研究成果 ,通过地壳层圈与块断结构、构造变形史以及盆地构造与深部构造之间的关系研究 ,认为松辽盆地的形成过程是 :库拉 -太平洋板块向欧亚大陆之下俯冲作用导致的地幔隆起促使地壳拆沉减薄、地壳“三明治”结构形成 ,同时导致上地壳伸展沉降及其后期的热沉降。正因如此 ,盆地整体凹陷与地幔凸起成镜像关系 ,而断陷与拆离带凸起成偏镜像关系。强烈的壳幔作用是形成松辽盆地大规模沉降的动力学基础 ,也是盆地油气 (包括无机物质 )富集的重要原因     

大兴安岭造山带及两侧盆地的地壳速度结构

内蒙新巴尔虎左旗-黑龙江齐齐哈尔深地震测深剖面长630 km,跨越海拉尔盆地、大兴安岭造山带和松辽盆地.本文根据沿测线爆破地震的9炮记录截面图中,5个震相的到时资料,结合地震记录中的振幅信息,确定了沿剖面的二维纵波地壳速度结构,海拉尔盆地的地壳厚度为39.0~41.0 km,大兴安岭造山带西侧莫霍面深度为38.5~43.5 km.东侧的莫霍面深度为34.5~36.4 km.松辽盆地的莫霍面深度为32.4~36.2km.整个地壳形态东浅西深,松辽盆地最浅的莫霍面深度为32.4 km,大兴安岭西侧最深的莫霍面深度为43.5 km.最后讨论了本区的深部特征和盆山结构关系.     

大兴安岭与两侧盆地结合地带深部电性结构与岩石圈尺度构造关系

横跨大兴安岭与海拉尔盆地和松辽盆地结合地带的大地电磁测深剖面揭示了盆山构造的深部电性结构.剖面西起海拉尔盆地东缘,向东延伸穿过大兴安岭中部,一直到达松辽盆地西缘.本文对剖面测点的二维偏离度、构造走向等进行了计算和分析,采用非线性共轭梯度(NLCG)二维反演方法对TM模式的数据进行了反演,获得了该剖面的地壳、上地幔电性结构模型,划分出三个典型构造单元:海拉尔盆地、大兴安岭和松辽盆地.研究结果表明,海拉尔盆地东缘和松辽盆地西缘浅部都呈低阻特征,但松辽盆地西缘深部电性结构比较复杂,而大兴安岭整体呈高阻特征.海拉尔盆地东缘可能属于兴安块体,松辽盆地西缘与大兴安岭接触关系复杂.海拉尔盆地东缘岩石圈厚度约为110km,大兴安岭岩石圈厚度约为110~150km.大兴安岭上地壳基本呈高阻特征,可能为多次叠置的岩浆岩,代表大兴安岭经历了多期次岩浆作用;中下地壳横向存在较大范围低阻体,可能反映了大兴安岭地壳内部非刚性的特点;残存在岩石圈地幔的高阻异常,说明其下地壳可能发生过拆沉作用.大兴安岭与松辽盆地结合带存在一个岩石圈尺度的西倾低阻带,向下延伸到岩石圈底部,可能是早期松嫩地块向兴安地块俯冲并以软碰撞形式拼合的构造遗迹.     

MT测深结果对松辽盆地西缘可能存在前陆盆地的认识

前陆盆地是一种较为特殊的沉积盆地,是位于造山带前沿和相邻克拉通之间的沉积盆地,是在板块会聚或碰撞条件下,靠近克拉通(或大陆)一侧形成的盆地.我们通过MT测深结果分析,直观地看到了松辽盆地西缘存在着前陆盆地的电性异常特征.本文通过MT测深结果,结合构造动力学环境、地质构造现象分析,认为松辽盆地西缘可能存在前陆盆地(松辽西前陆盆地).这个前陆盆地的存在,可以合理地解释大杨树盆地与其东部松辽盆地主体深度上的重大差异;可以解释利用传统的断陷盆地无法解释的松辽盆地中“凹中隆”的问题;无疑会对目前的研究理论注入新的内涵,从而更有助于指导松辽盆地及其外围的油气勘探与开发.     

松辽盆地深部地壳构造特征与无机油气生成模式

松辽盆地中地壳有一低速-高导层(也称塑性层),中地壳的塑性层与松辽盆地的成因以及盆山耦合系统有关.盆地地幔流体活动有下列表现:(1)高热流、高地温场;(2)深大断裂与火山岩喷溢;(3)碱交代作用(如钠长石化、伊利石化);(4)Mg2 交代作用(如白云石化)等等.地球化学省与地球化学急变带控制了大油气田的分布并显示了盆地发生的壳-幔相互作用.中地壳的低速-高导层不是岩浆岩,而是一充满地幔流体的地质体,它们富含氢、碱金属(K 、Na )、卤素(F-、Cl-)、碳(甲烷、CO、CO2)、氮、硫等.在中地壳的温度压力条件下,在Fe、Ni等催化荆的参与下,H2与CO(CO2)可发生费-托合成烃的反应.实验表明:这个反应不仅可生成气态烃还可生成液态烃,并将发生碳同位素分馏作用.松辽盆地的U形运移模型受到质疑.按照石油无机生成的模型,松辽盆地的深部将会有更多的石油与天然气,庆深气田的发现便是一个明证.     

临汾及邻近地区的地壳厚度

利用天然地震和工程爆破在莫霍界面上的反射波和首波测定地壳厚度的方法，求出临汾地区的地壳平均厚度为３８ｋｍ，侯马、介休地区３７ｋｍ、吕梁山区４４ｋｍ，太行山区４３．５ｋｍ。指出沿临汾盆地汾河河谷有深大断裂存在，地壳深部莫霍间断面为一上隆的条状地带与地面的ＮＮＥ向断陷盆地相对应。     

兰州-民和断陷盆地地热地质条件分析及热储概念模型

研究了兰州—民和盆地的地热地质条件，认为盆地位于中祁连隆起带的东段，为地壳厚度陡变带部位，发育的NWW向和NNW向深大断裂成为深部热源的上升通道并控制地温分布．导热断裂与低热导率岩层组合容易形成地热异常，形成层状热储和带状热储．均为低温地热资源．提出该断陷盆地的热储概念模型是地壳深部供热—深大断裂导热—低热导率岩层聚热一侧向地下径流补水．     

呼和浩特—包头盆地岩石圈细结构的深地震反射探测

跨呼和浩特-包头盆地(以下简称"呼包盆地")完成的91.8km长的深地震反射剖面,揭示了呼包盆地的岩石圈精细结构和断裂的深、浅构造特征.结果表明,本区地壳和岩石圈具有清晰的层状反射结构特征,其中,地壳厚度约45~48km,岩石圈厚度约82~87km.莫霍面在大青山之下出现约3.5km的抬升,暗示大青山的隆升不是因为地壳物质增厚所致,即大青山可能不存在"山根".呼包盆地为南浅、北深的"箕状"断陷盆地,盆地沉积层最厚处位于大青山山前,其厚度约为7~8km.鄂尔多斯北缘断裂和大青山山前断裂作为呼包盆地的南、北边界断裂,在剖面上均表现为由3~4条断裂组成的"Y"字形断裂构造,它们对呼包盆地的形成、地层沉积、基底变形和地震活动都有重要的控制作用.剖面揭示的岩石圈深断裂位于大青山山前断裂的下方,该断裂向上进入上地壳,向下切割中-下地壳、莫霍面,进入上地幔.深断裂的存在为深部热物质的上涌与能量强烈交换提供了通道,而上涌的软流层物质与岩石圈地幔发生交代和侵蚀作用导致岩石圈减薄.     

塔里木盆地西南前陆构造分段及其成因

大量野外调查和地球物理资料构造解释发现, 塔里木盆地西南凹陷周边前陆盆地带具有沿前陆走向构造分段的规律性, 即在西昆仑-帕米尔和西南天山前陆发育了一系列相间分布的由山系向盆地逆冲的弧形推覆构造系统及由塔里木盆地西南凹陷向山系反冲的弧形反冲构造系统, 逆冲与反冲构造间以走滑或斜冲断层相隔; 塔西南凹陷基底的北东向隆起和凹陷与前陆构造分段具成因联系, 发现薄皮弧形推覆构造段对应基底构造上隆区(小于10 km), 塔里木盆地反冲构造段对应基底构造下凹区(大于8 km). 沿造山带走向隆升幅度和速率或变形格局的差异、前陆盆地多个沉降中心及巨厚沉积盖层、盆地基底构造中隆起带和凹陷带及前陆盆地沉积盖层中存在多层膏岩层等软弱层是塔西南盆地前陆构造分段产生的控制因素, 而晚第三纪以来西昆仑-帕米尔与西南天山再造山隆升与塔里木盆地基底构造深浅部不同耦合变形作用是塔里木盆地西南前陆构造分段的主因.     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Information for authors

正SCIENCE CHINA Earth Sciences,an academic journal cosponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China,and published by Science China Press and Springer,is committed to publishing high-quality,original results in both basic and applied research.     

INTERNATIONAL RESEARCH AND TRAINING CENTER ON EROSION AND SEDIMENTATION(IRTCES)

正Director:Shangfu Kuang,China Vice-directors:Chunhong Hu,China Duihu Ning,China Guangquan Liu,China The International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation(IRTCES)was jointly set up by the Government of China and UNESCO on July 21,1984.It aims at the promotion of international exchange of knowledge and cooperation in the studies of erosion and     

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Earthquake Engineering and Engineering Vibration Aims And Scope

正This journal is established by the Institute of Engineering Mechanics(IEM),China Earthquake Administration,to promote scientific exchange between Chinese and foreign scientists and engineers so as to improve the theory and practice of earthquake hazards mitigation,preparedness,and recovery.To accomplish this purpose,the journal aims to attract a balanced number of papers between Chinese and