中朝与扬子地块结合带东部的卫星重力异常特征研究

中朝板块与扬子板块碰撞结合带过黄海向东延伸方式一直是国内外学者关注的问题.本文采用最新的地球重力场模型(GGM03C)计算了中国东部海域及朝鲜半岛的360阶卫星布格重力异常,通过异常分离、水平梯度及其垂直导数等位场资料处理和边界识别技术的应用,获得与研究区地块边界及断裂相关的各种信息.结合地质资料,对中国东部海域及朝鲜半岛进行地质构造单元划分与断裂系统分析,探讨了中朝与扬子地块结合带在海区位置与东部延伸模式.对京畿地块的深部结构及地质构造的认识是探讨中朝-扬子地块结合带在朝鲜半岛所在位置的关键.分析认为,五莲-青岛-荣城断裂和嘉山-响水断裂构成中朝-扬子地块结合带的海区段,南黄海南部断裂带与绍兴-勿南沙断裂带构成中朝-华南地块结合带;在京畿地块中部可能存在近南北向的断裂带,与临津江构造带、沃川构造带和上述两个结合带共同构成中朝、扬子与华南地块结合带;南黄海属于扬子地块,而北黄海与朝鲜半岛大部分仍属于中朝地块,其南界位于济州岛南缘断裂带附近,济州岛南缘断裂带南部海域为华南地块.     

江南造山带南段电性结构特征及地学意义研究

华南板块是中国大陆的重要组成部分,普遍认为其由华夏和扬子地块沿江南造山带拼合而成,之后又经历了多期次的构造、岩浆活动.对华南板块的形成与演化研究一直是热点问题.本文采用一条始于扬子地块内部并南东向穿越江南造山带南段、华夏地块的大地电磁测深剖面,经过数据处理与分析,反演与模型验证等工作后,获得了可靠的岩石圈二维电阻率模型,并对江南造山带南段的边界、扬子地块和华夏地块与江南造山带的接触关系等重要问题进行了讨论.电阻率模型显示扬子地块、江南造山带南段和华夏地块之间电阻率差异明显,其中华夏地块岩石圈整体表现为大范围的高阻,扬子地块由浅至深表现为高-低-高阻的层状结构,而两者之间的江南造山带南段深部表现为明显的低阻.根据电阻率模型的特征,得出如下主要结论:江南造山带南段西界为开远—平塘断裂,东界为萍乡—茶陵断裂;江南造山带南段深部的大范围低阻区域是二叠纪沉积岩的电性反映;华夏地块下方南东向倾斜低阻区解释为早三叠纪右江盆地持续下沉导致江南造山带俯冲到华夏地块之下的电性反映.     

利用S波接收函数研究华南块体的岩石圈结构

本文基于跨越华夏块体至四川盆地西部的130个线性流动地震台站及其附近90个固定台网台站的观测资料,采用S波接收函数波动方程叠后偏移方法,开展了华南大陆岩石圈结构研究.成像结果显示,研究区岩石圈结构复杂,不同构造单元之间差异显著,构造边界带附近小尺度变化强烈.150 km以上的厚岩石圈主要位于四川盆地,不足100 km的薄岩石圈主要分布于川东褶皱带和华夏块体.雪峰山下方岩石圈厚度显著增加,且以雪峰山为界岩石圈结构和性质存在着显著的东西差异.结合其它地球物理观测得到的地壳-上地幔结构信息,我们提出：（1）四川盆地还保留着厚而冷的克拉通岩石圈根,且岩石圈地幔具有结构分层特征;（2）雪峰山可能是扬子克拉通与华夏块体在西南部的边界;（3）雪峰山以东区域可能经历了岩石圈的减薄和改造,且华南岩石圈的减薄与华北相似,都主体发生在东部地区,造成现今南北重力梯度带两侧强烈的结构差异.研究结果为认识华南大陆的构造演化及其深部动力学提供了地震学约束.     

华南中生代构造-岩浆活动研究：现状与前景

华南陆块是由华夏地块和扬子克拉通在新元古代早期碰撞拼贴形成,在古生代时期其北侧、西侧和南侧受到古特提斯洋消失的影响,在晚古生代末期在南、北两侧分别与印支陆块和华北陆块发生碰撞形成现今中国大陆东部的基本格架,自中生代起受到太平洋板块向西俯冲的影响．因此,华南陆块经历了三大构造体系的作用,产生了叠加复合型构造样式．华南与周边地区有关中生代地质的对比研究表明,尽管华南陆块中生代紧邻西太平洋俯冲带,但东缘尚未发现有新生的弧型地壳,华南中生代地质特征主体表现为吉大陆边缘再造至陆内构造,缺乏洋岛玄武岩和大陆弧安山岩．研究华南中生代构造．岩浆活动的重点,是确定华南中生代岩浆岩的时空展布和构造演化．本文通过总结华南具有挤压．伸展构造转换的三条结合带的岩浆岩记录,结合构造变形和深部地球物理资料,试图推动华南地质研究,使其成为发展板块构造理论的典型靶区．     

江南古陆中元古代地层的划分与对比

江南古陆是扬子板块与华夏板块长期活动拼贴而成,构造极为复杂,地层的划分与对比也是众说纷纭。通过对江南古陆的变质岩的研究,认为江南古陆大地构造可划分三个Ⅰ级构造地层区：扬子地层区、江南古陆地层区及华夏地层区。江南古陆地层区又可进一步划分Ⅱ级构造地层区5个（宜丰-景德镇-歙县构造地层分区、万年构造地层分区、赣东北构造地层分区、怀玉构造地层分区及丰城-鹰潭-龙游构造地层分区）;各构造地层分区之间以构造（蛇绿）混杂岩亚带或韧性剪切带相拼接。双桥山群及周潭岩群仅分别分布在扬子地层区修水-祁门分区及华夏地层区北武夷地层分区内,而且是一套史密斯地层。而江南古陆内则发育非史密斯地层。     

广西钦防结合带深部电性结构和1936年灵山M6(3/4)震孕育环境

广西钦防结合带是厘定钦杭构造结合带西南段构造位置的关键所在,该带发生了华南内陆有历史记载以来最大的地震——1936年广西灵山M6(3/4)地震,因此该区域也是研究华南板内地震成因的理想场所.本文展示了一条自北西向南东、跨过广西钦防结合带和灵山地震区的宽频带大地电磁探测剖面,利用三维反演技术获取沿剖面的电阻率结构模型,结合地质、重力、波速比、GPS和大地热流等成果,对钦防结合带主要断裂的深部延展形态和构造属性进行了综合解译,结果揭示:(1)峒中-小董断裂、防城-灵山断裂东支、合浦-北流断裂东支均为超壳深大断裂,深部发育壳幔韧性剪切带,其中峒中-小董断裂和合浦-北流断裂东支分别为倾向北西和南东的电性分界带,防城-灵山断裂在上地壳呈现“花状”构造样式,深部为向东南缓倾斜的电性分界带.(2)峒中-小董断裂西北侧的湘桂被动陆缘具有成层性的电阻率结构和相对稳定的布格重力异常值,符合扬子地块东南缘局部破坏的准克拉通构造属性,其东南侧的钦防结合带和云开岩浆弧呈现电性结构高低阻混杂、高起伏布格重力异常的特征,揭示该区属于历经多期次构造演化改造的物质组合属性;钦防残留洋盆下方的巨型高阻体可能是华南洋消亡、...     

基于P波三重震相的华南地区上地幔速度结构研究

华南块体是研究太平洋板块俯冲和岩石圈减薄机制等问题的最佳场所之一.本文基于中国地震观测台网和大型流动台阵记录到的震中距10°~30°之间的两个中深源地震P波记录,利用三重震相波形拟合技术,获得了中扬子克拉通和华夏地块上地幔高精度P波速度结构.研究结果表明:(1)中扬子克拉通过渡带底部存在高速异常,系太平洋俯冲板块的滞留体.俯冲的板块并没有进入下地幔,660-km间断面下沉约11 km,与后尖晶石相变的克拉伯龙斜率为负有关.而华夏地块过渡带底部并无明显高速异常,接近全球平均模型;(2)整个华南块体,410-km间断面上方普遍存在低速层,主要与上地幔部分熔融有关,与IASP91相比P波速度减小了1.38%~2.29%;(3)在研究区域内,中扬子克拉通和华夏地块都存在岩石圈减薄(80 km),推测可能与太平洋板块俯冲和快速回撤导致的岩石圈拆沉有关.且华夏地块减薄程度较明显,下伏软流圈速度较低,说明其上地幔强度较弱、温度较高.另外,中扬子克拉通过渡带中存在一个较宽的速度梯度带,可能与520-km间断面有关,其具体成因有待进一步研究.     

龙门山构造带壳幔电性结构特征及其与汶川、芦山强震关系

青藏高原东缘龙门山构造带是研究青藏高原地壳物质向东侧向挤出的焦点地区.为探索龙门山构造带活动构造特征及其与发震构造的关系,本文通过布置垂直龙门山构造带南段芦山地震震源区的大地电磁测深剖面,运用多种数据处理手段,得到研究区可靠的电性结构,并通过与已有龙门山中段和北段剖面进行对比分析.研究表明：（1）青藏高原东缘岩石圈存在明显的低阻异常带--松潘岩石圈低阻带,该低阻异常带沿龙日坝断裂-岷山断裂-龙门山后山断裂分布,形成松潘-甘孜地块向扬子地块俯冲的深部动力学模式,通过统计研究区的历史强震,发现震源主要沿低阻异常带东侧分布,同时,低阻异常带也是低速度、低密度异常带,松潘岩石圈低阻带可能是扬子地块的西缘边界;（2）青藏高原物质东移过程中,受到克拉通型四川盆地的强烈阻挡,龙门山构造带表层岩块和物质发生仰冲推覆,表现为逆冲推覆特征的薄皮构造,中下地壳和上地幔顶部物质向龙门山构造带岩石圈深部俯冲,印支运动晚期,扬子古板块持续向华北板块俯冲,在上述构造运动作用下,呈现出刚性的上扬子地块西缘高阻楔形体向西插入柔性青藏块体的楔状构造;（3）根据电性结构推断,芦山地震受到深部上里隐伏壳幔韧性剪切带向上扩展的影响,构成芦山地震的深部主要动力来源;汶川地震的发生,在龙门山南段形成应力加载区,是触发或加快芦山地震孕育发生的另一个动力来源.     

球面几何构建欧拉极的方法

欧拉旋转可用来描绘刚性板块在球体上的运动,并用于古大陆的再造.一般构建欧拉极的方法是通过匹配等时线、海底磁异常、转换断层和古地磁数据等来确定的.但是在一些地质环境下,不能直接构建欧拉极.本文直接根据古板块位置图,从几何上构建欧拉极,从而为古大陆重建提供了一个新途径.本文主要介绍了在球面几何上构建欧拉极的方法原理,并编写了相应的程序功能.选取了印度大陆0 Ma和50 Ma的位置图作为实例计算了欧拉极.由本方法计算得到的欧拉极将板块旋转后的位置,与原始古板块位置图几乎完全重合.说明本文构建欧拉极的方法是正确而有效的.     

吉林古陆边缘新太古-古元古代过渡时期变质杂岩构造演化史

新太古代-古元古代过渡时期变质杂岩构造演变的运动学和动力学过程是地球科学核心问题之一. 针对吉林古陆边缘变质杂岩成因归属方面的争议, 以吉林板石沟地区为例, 在新太古代-古元古代过渡时限内(2600~2000 Ma), 从早到晚、从古陆中心到边缘, 初步查明古板块动力体制发生一系列变化, 即古板块板底垫托、水平推移、俯冲、板内伸展和拆离构造; 对应控制地壳运动方式共有5种: 古陆垂直运动、古陆水平运动、古陆拉张与接触带剪切、古陆边缘隆-滑运动、层间滑动; 最终产物分别形成5种构造岩: 构造片麻岩、片麻杂岩、片麻杂岩-糜棱岩、糜棱岩、片糜岩, 构成变质杂岩主体; 古应力分别为: <20, 20.40, 21.72, 28.80, 30.8~69.8 MPa; 变形变质温度由角闪岩相-低绿片岩相, 总体变形特征构成一套完整的地壳运动、动力系统. 该系统标志着反变质杂岩的形成和地壳演化在垂直→挤压→拉张过程中进行, 并反映出由深至浅、由韧性到脆性的连续转换. 多种动力体制间的转换不仅形成各种构造岩, 而且也使造岩矿物和成矿元素得以沟通、交换或富集. 这些方面成果有助于该区构造事件的筛分和大陆动力学演化等深入性的研究.     

华南及南海北部地区瑞利面波层析成像

基于华南及周边地区106个宽频带地震台站多年记录的MS≥5.0中浅源地震事件,开展瑞利面波层析成像和速度结构特征研究,获得了华南大陆及南海北部地区10~100s瑞利波群速度分布图像和典型剖面下方地壳上地幔速度结构,为理解该地区构造演化和深部过程提供约束.考虑到实际地震射线的覆盖情况以及华南地区主要构造的主体展布特征,本文同时采用传统的规则网格剖分和平行主要构造走向的非规则网格剖分方法,分别进行分格频散反演,开展了不同参数化方案对反演结果影响的对比分析研究.基于瑞利面波层析成像结果,进行了典型剖面横波速度结构反演,重建了华南地区由内陆至南海海域主要构造单元的壳幔横波速度结构.研究结果表明,扬子和华夏块体地壳上地幔结构特征差异显著,扬子块体地壳和岩石圈厚度均大于华夏地块,且扬子块体上地幔顶部速度较华夏块体低,岩石圈厚度在雪峰山造山带下方发生过渡和转换;南海北部陆缘和南海海盆上地幔速度较高且形态相对完整,表现为非火山型大陆边缘和已停止扩张海盆的壳幔结构特征.     

扬子板块东北缘中元古代的大地构造划分

扬子板块东北缘存在四条主要的中元古代变质带,自南向北依次为江南变质带、沿江变质带、云台一张八岭变质带和连云港一泗阳变质带。它们分别为中元古代的古弧后盆地、火山岛弧、裂谷及弧前盆地,扬子板块东北缘中元古代为活动大陆边缘构造体系。苏（北）胶（南）变质造山带应解体,其中一部分属扬子大陆边缘体系。     

华南地区上地幔P波三维速度结构和动力学意义:来自有限频层析成像的证据

利用155个宽频带流动地震仪记录的连续地震波形数据,通过有限频层析成像技术,反演获得了华南地区上地幔的高分辨率P波三维速度模型.结果显示,大致以江南造山带为界,研究区域南部的华夏块体的大部分区域上地幔存在一个清晰的低速异常构造,而研究区北部的扬子克拉通的大部分区域上地幔则存在高速异常结构,并且这些速度异常体都向下延伸到地幔转换带.一个重要的结果是在(27°N,118°E)处观测到通过410-km界面的上涌流,并且在上升的过程中逐渐向西和向北扩展,显示为华夏块体深部200～400 km深度的大范围低速异常,可能为华夏块体广泛分布的新生代岩浆活动提供深部来源.更重要的是华夏块体通过410-km界面上涌流在上涌的过程中向北延伸,越过江南造山带"侵入"到扬子克拉通的南部地区,造成了扬子克拉通较厚的岩石圈对应的高速异常体向南倾斜的假象.最后,位于117°E(郯庐断裂的南端)以东的扬子克拉通岩石圈已经被"活化",即被来自南部热的软流圈物质替而代之.同时,推断在华夏块体下方地幔转换带内低速异常体可能是与海南地幔柱有关.海南地幔柱和(27°N,118°E)410-km界面上涌流的关系还有待于今后更大范围地震台阵反演研究进行验证.     

安徽地区历史及现代地震活动与断裂活动性关系研究

安徽地区处于华北板块与扬子板块沿着大别造山带的陆一陆碰撞变形带,构造背景复杂多样,断裂十分发育。郯庐断裂带长期控制着两侧的构造格局,大别山东缘的霍山地区多条断裂在晚第四纪有新活动。史料记载表明安徽地区历史地震以中强震为主,最高震级为M6 1/4级。根据区域地震地质、历史地震近年最新研究成果,对第四纪特别是晚第四纪以来的断裂活动习性做出归纳和分类,并分析历史地震、1970年后有仪器记载以来中等强度地震和小地震密集与断裂活动的相关性,为中长期地震预测提供依据。     

秦岭造山带与南北相邻地带远震接收函数与地壳结构

从2013年3月至2014年11月,我们布设了一条延川—涪陵的流动宽频带地震台阵,剖面由70个流动台站组成,全长约900km,穿越华北克拉通、秦岭—大巴造山带和扬子克拉通东北缘陆内三大构造单元.利用记录到的远震波形资料,提取得到5638个远震P波接收函数,使用H-κ叠加扫描和CCP偏移叠加方法刻划了秦岭造山带与南北相邻地带的地壳厚度、泊松比以及构造界带.研究结果显示,(1)关于地壳厚度:地壳最厚的区域出现在大巴山,地壳厚度集中在47~51km之间,秦岭的地壳厚度相对大巴山较薄,且呈向北减薄趋势,集中在37~46km之间,渭河盆地地壳厚度为本区域最薄地带,在34°N左右处达到最薄为35km,剖面北侧的南鄂尔多斯盆地的地壳厚度变化缓慢,多为44km左右,南侧的四川盆地东北缘的地壳厚度向南缓慢减薄,集中在42~48km之间;(2)关于泊松比:使用接收函数H-κ叠加扫描法得到了沿剖面各台站下方地壳的平均纵、横波速度比VP/VS(κ),进一步计算得到泊松比σ,泊松比具有明显的横向分块特征,秦岭造山带的泊松比明显低于南北两侧区域,其小于0.26的泊松比表征着该区域地壳物质组分主要为酸性岩石,亦即其酸性长英质组分上地壳相对于基性铁镁质组分下地壳较厚,该区域没有高泊松比分布则表明不存在广泛的部分熔融.(3)关于构造界带:秦岭—大巴造山带与扬子克拉通的边界并非在勉略构造带,应向南移至四川盆地的东北缘,华北克拉通和扬子克拉通分踞秦岭—大巴造山带南、北两侧,且分别以较陡倾角向南和相对较缓的倾角向北俯冲于秦岭—大巴造山带之下,使得秦岭—大巴造山带呈不对称状扇形向外扩展与向上抬升的空间几何模型.秦岭和大巴山之间33°N附近存在分界面,两区域地壳厚度与泊松比特征各异.     

南岭-武夷交汇区的深部背景及地壳泊松比

为研究南岭-武夷交汇区深部动力学过程提供深部背景资料和科学依据,本文利用远震P波接收函数H-κ叠加和共转换点（CCP）叠加两种方法获取了研究区66个宽频带流动台站及24个固定台站下方的地壳厚度、泊松比和Moho面起伏形态,揭示了扬子地块与华夏地块地壳结构及泊松比变化特征,给出了南岭和武夷之间一条莫霍凸起带的高分辨图像.
结果显示：（1）研究区内地壳厚度平均值为31.2 km,泊松比平均值为0.23,总体呈现薄地壳、低泊松比的特点.地壳厚度从西北往东南由厚变薄,与区域地壳伸展特征相一致.（2）在韶关-赣州-吉安-南昌一线存在条带状薄地壳结构,平均值为28 km,呈南西-北东向展布,对应的泊松比值略微升高.推测地壳减薄带的形成可能与来自南海方向的地幔热流上涌有关.（3）江南造山带的泊松比整体偏低,存在两处平均值小于0.21的区域.华夏地块内地壳厚度与泊松比之间存在弱的负相关,表示随着地壳厚度的增大,铁镁质的下地壳厚度在整个地壳厚度中所占的比例减小.     

The constraints of strain partitioning and geochronology in Luonan-Luanchuan tectonic belts on Qinling orogenic belt

The Luonan-Luanchuan tectonic belt lies between the North China Block and Qinling Mountains, including the Luonan-Luanchuan fault zone and the strong deformation zone to the north of the fault. The ductile shear zone, imbricate brittle fault and duplex structure in the fault zone now are the expression of the same tectonic event in different depth. Such lineation structure exists in the tectonic belts as mineral lineation, elongation lineation, crenulation lineation, sheath folds and so on, indicating NE-directed plate motion. Fold axes and thrusts in the strong deformation zone are inclined to the Luonan-Luanchuan fault zone at small angles. The structures with different natures show a regular pattern, produced during oblique convergence of plates. The convergence factors are as follows: The direction of plate convergence is 22°, 31° and the angle between the plate convergence direction and plate boundary is 73°, 82° respectively in the west and east segment. The Luonan-Luanchuan tectonic belt was deformed strongly in 372 Ma, resulted from Erlangping back-arc ocean basin subduction sinistrally and obliquely to North China Block during the collision of North China Block and South China Block. Supported by National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40372097 and 40772131)     

Mianlüe tectonic zone and Mianlüe suture zone on southern margin of Qinling-Dabie orogenic belt

The Mianlue tectonic zone (Mianlue zone), an ancient suture zone in addition to theShangdan suture in the Qinling-Dabie orogenic belt, marks an important tectonic division geo-logically separating north from south and connecting east with west in China continent. To de-termine present structural geometry and kinematics in the Mianlue tectonic zone and to recon-struct the formation and evolution history involving plate subduction and collision in theQinling-Dabie orogenic belt, through a multidisciplinary study, are significant for exploring themountain-building orogenesis of the central orogenic system and the entire process of the majorChinese continental amalgamation during the Indosinian.     

Mianle tectonic zone and Mianle suture zone on southern margin of Qinling-Dabie orogenic belt

The Mianle tectonic zone, defined as a series of fault zones consisting mainly of south-verging thrusts and nappes, represents the south boundary of the Qinling-Dabie orogenic belt. The north side of the eastern end of the Mianle tectonic zone adjoins the exposure of the Dabieshan UHP rocks. Further to east, the zone was offset by the Tanlu faults and moved to eastern Shandong Province. While to its west, across the Qinghai-Tibetan Plateau, the zone was dislocated by the Altun fault, and…     

九嶷山及邻区地壳结构噪声成像及其对华南地区的构造演化启示

目前研究一般认为华南块体是由扬子块体和华夏块体在新元古代拼合形成,并同时形成位于扬子块体东南边缘的江南造山带.但是由于华南地区构造历史复杂,对于扬子块体与华夏块体的分界及构造属性仍存在较大争议.为了研究华南块体的地下速度结构及构造属性,我们利用块体交界处的九嶷山及其附近的流动和固定台网的地震波数据,采用地震背景噪声互相关方法反演研究区域2~40 s瑞利波群速度和相速度分布,并进一步得出了该区域地壳的精细三维S波速度结构.反演成像结果显示,扬子块体与华夏块体的地壳及上地幔的结构特征差异显著.10~20 km的S波速度分布图显示呈线性的、连续分布低速异常,可能为扬子块体与华夏块体的具体分界位置.结合华南地区地球化学研究结果和构造历史,该低速异常可能代表了来自上地壳的变质沉积岩,即沉积岩受到上地幔物质上涌或底侵作用的加热变质形成.成像结果对了解华南地区的构造演化历史提供了地震学约束.