中国东部中生代构造格局与演化

中国东部早中生代以挤压构造为主,如大别造山带的逆冲推覆构造,而晚中生代伸展构造十分显著,表现为大量发育的变质核杂岩、同构造岩浆岩、拆离断层带以及穹隆构造等,这些伸展构造使地壳深部的岩石折返至地表,从而使中下地壳结构发生了强烈的改造。拟通过对中国东部晚中生代构造发育的典型地区:北部的燕山构造带、中-东部的大别-苏鲁构造带和东部的东南沿海构造带进行系统的研究、分析、归纳和总结,恢复燕山运动启动前的构造体制,研究中国东部对多幕次燕山运动中地壳变形对板块相互作用及其深部过程的响应,阐明中国东部燕山期构造体制转折的期次、时限、动力学演变机制及其与板块运动的关系,进而探讨其对成矿作用的制约。     

煤矿构造矿震机理

在煤矿地质环境、动力和诱发因子综合分析的基础上,认为煤矿构造矿震机理是：在高值初始应力状态的煤矿区,地壳深部始终进行着应力传递的应变调整运动,地壳内部每一质点都处在均衡围压状态,由于煤系地层对外力敏感响应力和抵抗脆弱的特性,加之,于煤矿区采掘“卸载”作用使地壳内竖直应力降低,四周水平应力作用相对加强,驱使地壳深部构造不连续面积累应力释放,引起地震效应———构造矿震     

构造体制转折是岩石圈尺度的行为

试将华北中生代的构造-岩浆演化划分为3个阶段：早中生代岩石圈结构的深部调整和底侵作用；中晚侏罗世的断块差异隆升和火山喷发；早白垩世的地壳伸展和岩石圈减薄。据此说明构造体制转折是一个渐变的过程，其动力来源应与岩石圈地幔乃至软流圈的运动相联系。因此，转折的过程应从深部开始，不同深度的响应必然有一个滞后效应。构造体制转折的标志也应是多方面的，其构造格局的转化是首位的，而且应从全球角度探讨它们的背景。     

构造体制转折是岩石圈尺度的行为

试将华北中生代的构造-岩浆演化划分为3个阶段:早中生代岩石圈结构的深部调整和底侵作用;中晚侏罗世的断块差异隆升和火山喷发;早白垩世的地壳伸展和岩石圈减薄.据此说明构造体制转折是一个渐变的过程,其动力来源应与岩石圈地幔乃至软流圈的运动相联系.因此,转折的过程应从深部开始,不同深度的响应必然有一个滞后效应.构造体制转折的标志也应是多方面的,其构造格局的转化是首位的,而且应从全球角度探讨它们的背景.     

煤矿构造矿震机理

在煤矿地质环境、动力和诱发因子综合分析的基础上,认为煤矿构造矿震机理是：在高值初始应力状态的煤矿区,地壳深部始终进行着应力传递的应变调整运动,地壳内部每一质点都处在均衡围压状态,由于煤系地层对外力敏感响应力和抵抗脆弱的特性,加之,于煤矿区采掘“卸载”作用使地壳内竖直应力降低,四周水平应力作用相对加强,驱使地壳深部构造不连续面积累应力释放,引起地震效应－构造矿震。     

早期前寒武纪发育的构造

早前寒武纪发育的构造是指从原始地壳分布区形成到早期地壳碎屑杂岩形成,直到原始地壳开始固结的条件下产生的构造。在麻粒岩—紫苏花岗闪长岩壳分布区,最古老的构造类型有环状、管状构造、穹窿构造及其分隔的向斜槽及巨大的盆地—向斜构造。在英闪岩壳分布区占主导的构造类型是穹窿构造,他们是原始地壳或早期地壳的奠底构造,具轴线对称、直立非线性特征。他们是在粘-弹性流条件下,地幔和原始地壳质量转换过程中形成的。在早期地壳奠底构造上,上叠着三个阶段的线型褶皱Φ_2、Φ_3、Φ_4。他们是在粘—弹性流条件下岩石圈物质分异运动产生的。晚太古出现冰川谷绿岩构造区,下元古早瑞芬运动仅限于沉积盆地内,形成同沉积平缓褶皱。晚瑞芬运动使整个波罗的地盾发生构造改造,形成各种近南北向构造。     

岩石圈内横向密度差异产生的构造应力与缓慢变形

用不可压缩固体模型对岩石圈内横向密度差异产生的构造应力和缓慢变形进行了三维有限元模拟。结果表明,对于达到均衡补偿状态的模型,5公里地形高差的重力势在地壳内产生数百巴的构造应力,高原下出现横向拉张应力,平原下出现挤压应力;地壳厚度变化大的过渡带,应力的增加更显著。在地壳局部增厚而地形高度未达到均衡补偿的情况下,深部侧向密度差异产生的重力调整作用使物质向地壳较厚的地方迁移,导致那里的地壳产生地表隆起。     

华北克拉通晚中生代壳-幔拆离作用: 岩石流变学约束

大陆岩石圈的流变学结构对于岩石圈深部过程(壳/幔过程)有着深刻的影响,直接表现在岩石圈壳-幔结构与浅部构造上.本文注意到华北克拉通晚中生代岩石圈减薄期间地壳的伸展、拆离与减薄在不同地区的宏观、微观构造及地壳岩石流变学等方面的差异表现与区域变化,以及现今和晚中生代时期岩石圈厚度的不均匀性.讨论了以水为主体的地质流体的存在对于岩石圈流变性的影响.综合克拉通东部与西部地壳/地幔厚度变化特点以及下地壳和上地幔含水性特点,阐述了晚中生代时期华北克拉通岩石圈内部壳幔耦合与解耦的规律,提出了华北岩石圈壳-幔拆离作用模型以解释华北克拉通晚中生代岩石圈减薄的基本现象与深部过程.提出区域性伸展作用是岩石圈减薄的主要动力学因素,东部地区在晚中生代伸展作用过程中壳-幔具有典型的解耦性,上部地壳、下部地壳和岩石圈地幔的变形具有显著差异性.而西部区壳幔总体具有耦合性,下地壳与岩石圈地幔共同构成流变学强度很高且难以变形的岩石圈根.     

胶东半岛中生代侵入岩浆活动序列及其构造制约

胶东半岛是我国东部中生代花岗质岩石较为发育的地区。通过对该区中生代侵入岩体高精度年代学数据资料分析，建立了区内中生代花岗质岩石3个显著不同的演化序列：晚三叠世（225~205 Ma）幔源型花岗岩、晚侏罗世（160~150 Ma）地壳重熔型花岗岩和早白垩世（130~105 Ma）壳幔混合型花岗岩。通过与辽东和鲁西–徐淮地区中生代岩浆活动年代学格架的对比分析，探讨了华北东部地区中生代岩石圈构造演化和深部地球动力学过程。指出胶辽地区晚侏罗世（160~150 Ma）地壳重熔型花岗岩记录了华北东部一次重要的岩石圈地壳增厚事件，其区域动力学背景可能与古太平洋板块低角度向亚洲大陆俯冲作用密切相关。正是这次增厚作用导致了早白垩世时期岩石圈拆沉减薄和大规模伸展型花岗质岩浆活动。岩石圈地壳增厚和减薄作用过程主导了中国东部中生代陆内构造应力体制的转换和岩浆活动序列。     

动态古地貌再造: Badlands软件在盆地分析中的应用*

近几年来的研究发现,当存在较强的构造活动时,古地理特征变化将会加快,而常规方法很难对这一构造活动过程中的古地理和古地貌进行有效的恢复和研究。Basin and Landscape Dynamics(Badlands)软件正是基于前人的研究工作而开发的一款数值模拟软件,用于模拟各种空间和时间尺度的地貌演化。它可用于研究地表演化过程、预测侵蚀和沉积速率并评估沉积物通量,从而实现对古地理和古地貌进行更为精细化的研究。笔者介绍了Badlands软件的基本原理和方法,并将此方法应用于东海陆架盆地南部中生代地貌及地质演化过程的研究: 首先利用研究区域内现有的地震剖面、测井、平衡剖面等资料获得中生代早期的古地形;再通过恢复的古地形构建数值模型,并加载降雨量、岩石侵蚀性、海平面变化、动力地形调整和地壳弹性层厚度等相关参数进行模拟研究,以分析强烈的构造运动对盆地地貌演化的影响;最后对比模拟结果与已知的中生代的地貌特征和沉积分布,并据此进一步分析中生代盆地演化过程中的沉积物分布规律以及三维古地理和古地貌演化特征。该方法可以为沉积盆地充填过程分析和能源矿产勘探提供有益的思路。     

略论引潮力的交变应力效应及其地球动力学意义

地球在日、月引潮力作用下,产生周期性引潮力与西向引潮力。周期性引潮力所致构造应力达到104Pa左右的量级,属对称循环交变应力,对应于105Pa量级的静态构造应力,对地震等构造过程能起显著的触发作用。西向引潮力所致西向剪应力达到105Pa左右的量级,属脉动循环交变应力,对应于106Pa量级的静态构造应力,对岩石圈、软流圈水平运动有显著的驱动意义,是构造运动基本驱动力之一。      

初论构造应力-应变系统的复杂性

地球内部构造应力主要集中于岩石圈上层。通过岩石变形的微观机制与宏观表现的研究 ,可以看出 :构造应力应变作用绝不仅仅是一种简单的、线性的力学过程 ,而是多圈层相互作用、受多种物理和化学因素控制的、非线性作用过程。地球构造应力场在不可逆演化过程中是一种具有某种阵发式变化的复杂系统。     

龙亭—合阳勘查区构造应力场分析

以基础地质资料为依托,运用构造解析研究思路与方法,进行渭北石炭二叠纪煤田韩城矿区龙亭—合阳勘查区构造应力场分析,在此基础上揭示控煤意义。结果显示研究区自三叠纪后先后经历了印支运动期北北西向挤压、燕山运动中期北西西向挤压和喜马拉雅运动期北东向挤压兼右旋剪切与北西—南东向伸展断陷作用三期构造作用,最大主压应力方位分别为335°、285°、44°;北东东向正断层系控制了区内煤层空间赋存状况,其发育程度直接影响区内煤炭资源下一步勘查与开发进程。     

地球系统多圈层构造观的基本内涵

地球系统多圈层构造观的基本点是,把地球作为一个活的天体放在宇宙系统之中,更多地考虑地球深部壳-幔-核之间的相互作用,考虑地外天体对地球运动的作用和影响。这一构造观认为:构造运动并不仅仅是岩石圈板块之间的相互作用,而是地球系统的全球动力作用过程;陆与洋是对立统一相互转化的,单纯的大陆增生说是不正确的;地幔对流说至今未被证实,陆块是活动的,但不能大规模漂移;大陆地壳不是单纯地侧向或垂向增生,而是多旋回构造-岩浆作用叠合的产物;地球的构造不是均变式向前发展,而是非均变、非线性、旋回式向前演化的;地球表层在不同地史阶段,均有其受相应深断裂体系控制的不同的构造格局,大西洋-印度洋-太平洋式大洋盆体制,只是在中生代晚期以来才出现的。      

全球应力场与构造分析

介绍了近年来全球构造应力研究方面的一些新进展并以“世界应力图”提供的资料为背景 ,结合一些最新的研究成果 ,阐述了全球构造应力场的分布特征及其与板块构造运动之间的联系。研究结果表明 :(1)全球存在大尺度的统一性构造应力场 ;(2 )全球大多数板块内部地区为挤压应力作用 ,其应力结构多为逆断型、走滑型或逆走滑型 ;(3)大陆板块内部的扩张区大多位于高海拔异常地区 ,其应力结构为正断型或正走滑型 ,如青藏高原、东非裂谷和贝加尔裂谷等 ;(4)全球大部分地区的地壳上部构造应力作用方向较为均一 ,存在区域统一应力场 ;(5 )全球大部分地区的最大水平主应力方向与板块绝对运动 (角速度 )迹线保持较好的一致性 ,反映出构造应力与板块运动的关系密切 ;(6 )板块汇聚、洋脊扩张可能是产生岩石圈上部构造应力的主要力源。     

大姚—姚安地区强震孕震机理——NW向褶皱节理的构造强化与活动

以21世纪初滇中大姚—姚安一带接连发生的4次Ms6.0~6.5级强震为例,通过分析该地区构造类型及其演化历史,结合川滇块体的现今运动特征和构造应力场,提出滇中构造区运动模型和特殊的孕震模式,探讨褶皱节理与地震活动的关系。研究表明,这些地震序列均有规律地沿北西方向展布,具有高度一致的沿北西向节理面右旋走滑的力学破裂机制。该地区断裂不发育,而是以北西向中生代褶皱构造为主。野外调查发现,该地区广泛发育与褶皱伴生的北西向纵向节理及北东向横向节理,前者较后者更为发育。这些节理密集成带,呈不等间距排列,带宽30~50 m,带内节理密度20~30条/m。节理面上发育有方解石脉和辉长岩脉,同时发育挤压片理化带、新鲜的水平擦痕和松软的断层泥,说明这些节理不仅与深部地壳有关联,而且近期有着新活动迹象。分析认为,在滇中块体南南东运动的背景下,这些地震是在现今北北西向挤压应力场作用下,北西向纵向节理发生构造强化、贯通、破裂的过程中产生的。"活节理"与活动断裂、活动褶皱等构造一样,是地球上广泛存在的活动构造之一。在特殊的构造环境和特定的构造应力场作用下,节理构造会演变为一种构造强化带或活化带,进而成为一种特殊的孕震构造。     

青藏高原西部日土-普兰一带古构造应力值的估算

本文用超显微构造的位错密度法,估算了该地区6次构造事件的古构造应力值。尽管从现在的构造形变特征来看,不同构造事件都是沿近南北方向的伸展或挤压,但其形变强度各不相同,印支运动（晚三叠世）最强,平均差应力值达201MPa,四川运动（白垩纪—早第三纪早期）次之,为183MPa,其它各次构造运动均较弱,阿森特运动（前寒武纪末期）为101MPa,海西运动（早二叠世晚期）为121MPa,燕山运动（晚侏罗世）为130Mpa,喜马拉雅运动（中新世末期以来）为110MPa,加里东运动在本区大部分地方较弱,我们未采集到能反映其构造应力状态的样品。     

喀什河水电站工程区构造稳定性研究

本文对某大型水电枢纽工程场址的构造稳定性条件进行了研究, 详细分析了区域地质构造背景、断层活动性、构造应力场特征以及地震活动性等问题.分析可知候选水电站坝址处于地壳构造活跃区内的一个相对稳定的地块, 断层活动性较弱, 区域构造地质作用相对较弱, 完全可以通过工程措施予以控制, 适宜于开展水利枢纽工程的建设.      

兰州地区新生代构造应力场演化特征

节理统计、断层、褶皱和震源机制解析等研究表明,兰州地区第三纪以来的构造应力场主压应力轴倾角在陡－缓交替过程中逐渐变陡,作用方向由ＳＮ向,ＮＷ－ＳＥ向转变为ＮＥ－ＳＷ向。第三纪时期构造应力场的逆时针运动是地块在该时期作逆时针旋转运动的结果,早－中晚新世之间出现了青藏高原构造作用的重要转型。进入到ＥＷ向伸展机制下的构造变形时期,研究区地壳运动以抬升为主,但抬升运动与水平运动之间有机地结合在一起的。经过     

豫西煤田构造煤反射率及其与古构造应力场的关系

为研究构造应力对煤反射率的影响,以豫西煤田不同构造区的构造煤和原生结构煤为对象,采用定向标本及反射率测定的方法作对比研究,发现构造煤的反射率比原生结构煤的反射率普遍偏高。根据反射率与构造应力的关系,求得各构造区的古构造应力场,通过与聚煤期后多次构造运动的主应力方向进行对比,可推知:影响嵩箕区二1煤变形和镜煤反射率的主要构造,是在前期断裂基础上喜山早期掀斜运动诱发的重力滑动构造,而影响崤熊区的则为燕山晚期的逆冲推覆作用。