北京房山岩体的磁组构特征及其 对岩体侵位的约束

岩浆岩的磁组构与岩浆流动、侵位时应力和冷凝后遭受后期构造改造作用有关.本文分析了北京房山岩体东山口-凤凰亭剖面岩石磁化率各向异性(AMS)变化.热磁曲线和磁滞回线分析显示,岩石的主要载磁矿物为多畴磁铁矿颗粒.AMS磁化率椭球体呈压扁状,磁面理发育且产状陡倾,磁化率各向异性度P值平均值高达1.189.自边缘相(东山口)到中心相(凤凰亭),岩石磁化率椭球的扁率E值和形状因子T值逐渐减小,说明磁组构主要反映岩浆流动和岩体侵位时近NNE-SSW方向的挤压作用,在侵位冷凝后并没有遭受到明显的构造改造.     

岩石磁性组构的研究述评

岩石样品磁化率各向异性,即磁性组构的研究,已逐渐引起人们注意。沉积岩的磁性组构与其沉积和压实过程有关;火山岩则取决于其熔岩流动情况;而变质岩则与塑性形变及重结晶等过程有关。可见,磁组构可以成为构造分析的工具。而这一手段将为经济建设做出贡献。对板岩形变与磁组构的关系,有人曾提出定量关系。笔者现正试图将断层剖面上各种岩石的磁组构,作为应变指标来说明古应力应变,进而为断层运动历史提供可靠证据。黄土的研究涉及古气候、磁性地层及第四纪地磁场的行为。除传统的古地磁研究,划分各个极性时,或探讨磁化率变化曲线与古气候的关系外,其磁性组构的研究还提供新的信息,将成为第四纪研究的一种手段。而岩石磁性组构这项新手段必将推动地球科学的发展。     

磁组构（上）

地球科学领域岩石磁组构的研宄,对许多人来讲,还是一个陌生的课题。磁组构测量的是用磁化率量值椭球描述的岩石磁化率各向异性。由于它保留了成岩环境、动力变质的信息,可用于环境科学和应变分析。这期我们刊登科普文章《磁组构》,叙述这项技术的理论依据、测量及数据统计分析方法;介绍几项新成果,包括中国黄土、金伯利岩管及阜平县双重褶皱磁组构的研究,旨在向大家展示这一新的课题在地震地质、地球科学领域研究的可观前景。     

细粒碎屑岩的常温和低温磁组构:以秦岭造山带白垩纪徽成盆地为例

盆地内细粒沉积物的磁组构特征可以记录盆地发育演化的关键构造信息.然而,反转盆地内细粒沉积物的磁组构有何特征,其与盆地发育和反转变形有何关系,目前仍需要深入探索.针对这一问题,本文以东、西秦岭分界处的白垩纪徽成盆地为例,在野外构造观察的基础上,对该盆地内的细粒沉积岩,特别是同沉积断层附近的细粒沉积岩(包括生长地层),开展了系统的岩石磁学、常温和低温磁组构研究.野外观察表明,徽成盆地白垩纪地层内发育了大量NNE走向的正断层,邻近断层的局部区域可见露头尺度的生长地层.盆地内细粒沉积物的磁化率值总体较低,岩石磁学实验表明,磁化率主要由顺磁性矿物控制,但也含有少量磁铁矿和赤铁矿等铁磁性矿物的贡献.常温和低温磁组构特征都表明,徽成盆地白垩纪地层内透入性的发育了NWW-SEE向的磁线理,与主要的(同沉积)正断层垂直或高角度相交,并显示出初始变形组构的特征,记录了盆地发育时以NWW-SEE向拉张为主的古应力信息.这一伸展应力场与控制徽成盆地发育的文县—太白断裂带呈锐夹角,表明断裂带在盆地发育时以左行走滑伸展为主.此外,与常温磁组构相比,低温磁组构显著提高了顺磁性组构的信号强度,突显了磁组构的优势方位,可以更为有效的反映岩石组构和应变信息.尽管徽成盆地白垩纪地层经历多期次构造变形,但其初始变形组构并未明显改造,为解析盆地构造属性提供了重要信息.     

西秦岭温泉岩体的磁组构特征及其侵位机制意义

结合岩石磁学、磁化率各向异性度与区域构造分析了西秦岭温泉岩体的侵位机制及意义.温泉岩体的样品的平均磁化率k_m值总体很大,岩石磁学表明对于磁化率较低的样品,顺磁性矿物（如黑云母等）对磁化率的贡献较大,而少量铁磁性矿物（如磁铁矿等）可能作为剩磁载体.对于磁化率较高的样品,其主要载磁矿物为磁铁矿;花岗岩样品的校正磁化率各向异性度P_J总体小于1.2,显示了岩体为流动磁组构的特征,磁化率椭球体形态参数T总体大于0,扁率E总体大于1,以压扁椭球体为主;岩体的磁面理同磁线理相比更为发育,样品的磁面理普遍表现出围绕岩体边界分布的特点,且倾角较陡;而在岩体内部磁线理与磁面理分布相对散乱,定向性差,这一特征说明温泉岩体的磁组构主要由侵位时的侧向挤压作用形成的;虽然岩体的磁组构特征总体显示了N-NEE和SW向的挤压作用,但岩体侵位时由商丹缝合带闭合所产生的垂直于缝合带方向的挤压作用已相对较弱.本文认为,温泉岩体侵位时是一种弱挤压环境,或者是一种相对稳定的环境甚至可能是一种相对引张的背景,这与温泉岩体形成于后碰撞环境,秦岭造山带已演化至后碰撞拆沉作用发生的伸展阶段所反映的区域构造背景是一致的.     

大别山核部石鼓尖同构造花岗岩的变形与侵位:对造山带构造体制转换的启示

石鼓尖岩体位于大别山核部天堂寨地区,为片麻理化石英二长岩.岩体磁组构分析显示,磁面理主体倾向SE,倾角较大,85%采样点的倾角介于40°~90°之间,与岩体的片麻理产状一致.岩体磁线理在东南部走向为NWW-SEE向,在岩体中部和北部,磁线理走向皆为NE-SW向.在岩体中部,磁线理向SW倾伏,北部磁线理向NE倾伏,磁线理倾角中等.磁化率各向异性度P值介于1.065~1.532之间;形态参数T介于0.005~0.694之间;弗林图解(F-L图解)显示K值均小于1,磁组构分析表明岩体是在SE-NW向挤压应力环境下侵位.石英C轴组构分析表明,岩体受到SE-NW向挤压应力,变形温度在400~500℃之间.显微构造显示岩石具有接近固态的变形组构特征,属同构造岩体变形组构.结合岩体磁组构、显微构造和石英C轴组构,指示石鼓尖岩体侵位冷凝成岩与区域NE向构造为同期,属同构造侵入岩体.石鼓尖岩体U-Pb定年结果表明,岩体锆石U-Pb年龄为(141±2.3)Ma,代表岩体侵位结晶年龄.综合分析认为,石鼓尖岩体侵位冷凝成岩时大别造山带仍然处于挤压环境,造山带由挤压向伸展转换的时间应该在141 Ma之后,岩体侵位时大别造山带的构造演化已受控于滨太平洋构造域.而邻近的天堂寨等巨大岩基则是伸展环境的产物.     

磁组构与构造变形

磁组构通常指磁化率各向异性,即AMS(Anisotropy of Magnetic Susceptibility),是一种重要的岩石组构,是弱变形沉积岩地区灵敏的应变指示计.近年来,AMS在造山带及前陆地区的广泛应用为构造变形研究提供了极大的帮助,同时提升了该方法的理论认识.本文在研读最新相关文献与著作的基础上,结合笔者及研究团队在龙门山地区获得的磁组构研究成果,综述了磁组构在沉积岩地区构造变形研究中的应用进展,并基于现有的研究认识对关键问题进行讨论,提出以下几点认识:(1)磁性矿物分析是AMS研究的关键,应结合多种岩石磁学实验及光学与电子显微构造研究手段展开详细的磁性矿物学分析;(2)磁化率椭球与应变椭球的对应主轴在绝大多数情况下相互平行,但在不同期次、不同种类复杂的磁性矿物组成,或者多期次构造变形的影响下,AMS与应变的关系相对复杂,应比对高场和低温AMS及非磁滞剩磁各向异性(AARM)测试结果,获得不同矿物的优选定向特征,并对获得的组构进行分期;(3)AMS可以揭示造山带及其前陆地区的构造演化历史,并且是分析断层相关褶皱的有限应变特征和变形机制的重要方法,同时也是厘定断裂带变形性状和期次及运动学分析的有效手段;(4)磁组构形成于成岩作用早期或构造变形的最早阶段,能很好地记录褶皱和逆冲作用之前的平行层缩短变形,因此可以揭示同沉积阶段的古构造应力方向.后期足够强烈的构造变形能局部改造或彻底掩盖先存AMS记录,构造流体有关的同构造期结晶矿物或先存矿物的重结晶导致的再定向被认为是其根本原因;(5)斜交磁线理是一种特殊的磁组构类型,反映了区域构造叠加或多期构造变形作用或隐伏斜向逆冲等可能的构造过程,有必要结合多方面的地质证据对其成因作出合理解释.     

阿尔金断裂带西段磁组构特征及其构造意义

变形岩石的磁组构参数K_max、K_int、K_min、P、T、F、L、E等可以用来定量地表征构造变形的形状及期次.本文通过对阿尔金断裂带（郭扎错—空喀山口段）中岩石磁组构特征分析,认为该断裂带具多期活动性,变形性状由早到晚依次表现为韧性、韧-脆性及脆性变形,应力机制为剪切以及带有剪切性质的拉伸和压扁,主应力方向为NNE-SSW和近SN向.磁组构特征还表明该断裂带两侧断块相对差异运动在不同地区有所不同,而且它们所经历的构造期次以及各期活动的应力机制、影响程度也有明显区别.此外,磁组构数据显示阿尔金断裂带具有中间变形强、向两侧变形逐渐减弱的准对称特点,其早期变形具有由东往西逐渐减弱的变化规律.由磁组构揭示的应力应变特征与野外露头、显微构造和古应力测量结果一致.     

华北地区主要构造带的现代运动和应变

根据网络工程在华北地区1999—2001—2004年的GPS观测资料,计算求解了垂直于断裂构造带走向的线应变率(即断层正应变率)和平行于断裂构造带走向的剪应变率,求解了断裂带的水平错动速率,研究了断裂带的位移和应变状态。断层正应变率表明北东、北北东向断裂带为北段挤压,南段拉张,东西向断裂带和北西向断裂带在华北东部地段为挤压,西部地带为拉张。1999年至2004年的断裂带的正应变率和剪应变率量值都在37×10-9/a以内。断层在水平方向上的活动表明,东西向断裂带和北西向断裂带以左旋运动为主,不同地段兼有拉张或挤压,北东、北北东向断裂带挤压或拉张活动较显著,不同地段兼有右旋或左旋运动。     

秦祁接合带造山缝合带磁组构特征及其构造意义

结合构造及磁化率各向异性研究详细解剖了秦祁接合带唐藏—关子镇—武山和新阳—元龙造山缝合带的应变及岩组特征.41个采点168个构造岩样品的平均磁化率全部较低,磁化率椭球形态分析表明其以平面和压扁应变为主,磁化率各向异性度普遍较高,属强变形岩石组构类型,结合野外观察认为其与变形强度明显正相关.此外,磁化率各向异性参数T、P′可能受岩石类型一定程度的影响.磁化率椭球主轴方位与变形密切相关,提供了丰富的岩组信息.两构造带具有类似的岩组特征,磁面理大致分为呈共轭形态的两组,暗示高应变剪切带在平面上可能以网格状形态出露;高倾伏角磁面理与占优势的低倾伏角、近水平磁线理表明了构造带明显的走滑特征,部分高角度磁线理可能与构造带的挤压和（或）转换挤压相关;磁组方法不能简单用于判别复杂强变形带的运动指向,糜棱面理的复杂变化及K_min与构造带夹角过高使其判别结果意义不明,而野外及显微构造观察都表明了构造带的右行走滑特征.上述结果表明,沿缝合带大规模的右行转换挤压形成了秦祁接合带反“S”型的平面构造形态,暗示在南北板块拼合过程中,西秦岭诸中、小块体一定程度的向西挤逸.     

余震震源机制变化的原因

大震以后,跟随着一系列的余震,其震源机制有的和主震一致,有的则大不一样,这表现在P波初动的反向,反应了震源应力场的变化。 余震震源机制变化的原因,既不是岩块的错动过头,也不是液体流出的下陷,而是发生大震的滑动岩块对其前后邻接岩块产生的转换应力场所引起的剪切破裂。     

徕远广场结构设计地震波的确定

选择合适的人造地震动时程是高层建筑采用时程分析法计算地震作用的基础。介绍了徕远广场结构设计地震波的确定方法及过程。鉴于各条地震波输入进行时程分析的结果的离散性,提出可以采用场地土层反应分析得到的地表加速度时程及按照《高层技术规程》设计规准谱拟合人造波作为结构设计地震波。     

西南天山柯坪塔格前缘断裂带东段晚第四纪活动特征

柯坪塔格前缘断裂东段是柯坪推覆构造系前缘的一条活动断裂,野外调查获得了其晚第四纪错断洪积扇、冲沟阶地面的证据,实测了变形地貌面上的断层陡坎,分析了断层的形变量,通过采样测年估算了断层的缩短速率。由7个观测点的断层陡坎剖面测量,计算了观测点处断层的水平缩短速率,结果表明,断裂弧顶部位的五道班、三间房以西及其大山口道班附近,断层错断了Ⅰ级和Ⅱ级洪积扇(阶地)。断层在这些地点最新活动强烈,水平缩短平均速率全新世以来为0·35~0·44mm/a,更新世晚期末以来为0·16~0·30mm/a,而在非弧顶部位的巴楚磷矿、三岔口以北及大山口北断层只错断了更新世晚期Ⅲ级洪积扇,且水平缩短速率较小,断层水平缩短平均速率更新世晚期以来为0·05~0·07mm/a     

蒙脱石的脱水作用对断层摩擦本构行为的影响

利用高温双轴摩擦装置，研究了含蒙脱石的断层带在不同温度下摩擦滑动的速度依赖性，以期了解脱水作用对摩擦行为的影响。结果表明，断层带摩擦强度随温度而升高，而速度依赖性较为复杂，以１．４ｕ／ｓ为界，室温和１００℃时，低滑动速率下表现为微弱的速度弱化，高滑动速率下则表现为速度强化；２００℃时均为速度强化；３００℃时高滑动速率下仍为速度强化，但低滑动速率下转变为速度弱化；４００℃以上，均为明显的速度弱化。摩擦行为的变化与脱水过程及相应的断层物质变形方式的变化密切相关     

前进中的青海省工程地震研究院

青海省工程地震研究院是青海省地震局下属具有独立法人资格的全民所有制科技开发企业,是地震工程、岩土工程和环境地质领域从事科研、生产、人才培养的经济实体,具有建设工程地震安全性评价、桩基检测甲级资质,岩土工程勘察、咨询乙级资质,地质灾害危险性评估丙级资质。经过十余年的发展,从队伍建设、能力建设作业绩等方面,都取得了长足的进步。     

建筑物基础隔震技术的进展

介绍了建筑物基础隔震技术的原理。基础隔震技术是通过设置在结构物底部与基础顶面之间的隔震消能装置,来增加结构的变形能力和滞变阻尼。目前结构基础隔震体系按隔震机理不同划分类型,主要有橡胶垫隔震体系、滑动摩擦隔震体系、复合基础隔震体系等类型。总结了基础隔震技术应用和理论研究的发展,指出隔震技术的未来发展趋势。     

山东临沂地区波速比大幅度变化的原因

一、引言许多地震工作者对地震波速的大量研究工作,已证实了在大地震发生之前,孕震区内及其周围地区,可能会出现地震波速度或波速比的下降异常。例如海域、松潘、新丰江、宁蒗等地震,震前都出现过波速比的异常变化。     

用模式识别方法研究强震发生的动力因子

用模式识别方法研究了大地震的发生时间与中等地震活动性、太阳活动水平、地球自转之间的关系.由模式识别所得的性质提出,大地震前中等地震活动达到一定水平是大地震可能发生的重要性质.而太阳活动极值前后及自转加速度变化较大时段可能触发大地震.      

晋中南地区地壳结构的初步研究

本文是对陕西长安、山西代县和太谷等地工业爆破的资料采用时间项法研究晋中南地壳结构的初步成果。文中首先结合长安爆破观测资料的总结,对时间项方法作一介绍。为使用太谷等缺乏起爆时刻的爆破资料,对时间项方法作了一些改进,使对于那些未有起爆时刻的爆破资料亦能用于确定时间项。使用上述爆破和各台记录的初动到时获得了晋中南地区的界面速度为7.95±0.04公里/秒,求得了41个点的时间项,取莫霍面以上介质的平均速度v₀=6.4公里/秒反演求得了各点的莫霍界面深度,并对所得的结果结合晋中南地区的地震活动性及部分地震震源机制结果进行了初步的分析和讨论。