中国及其西南邻区新生代NW向扭动构造体系的成生发展和形成机制

NW向扭动构造体系广泛发育于中国西部并向中国东部延伸,且呈多字型特征,但在中国东部规模等级较小,断续相循,成生活动时期很新(晚白垩世末至早第三纪以来),由NW向褶皱、NWW向压扭性走滑、NNW向扭压性走滑和NEE向张扭性走滑组成。偏共轭剪切形成之NWW向扭动构造向中西部延伸并复合叠加在西域系(古河西系)之上。它是印度板块与欧亚板块会聚在中国大陆板内碰撞效应的产物,与中国东部和中国西部已经厘定的其他构造体系有着完全不同的应力活动方式。      

中国岩石圈三维结构雏型

根据岩石圈的流变习性,可以将中国岩石圈分成3层,即:弹性上地壳、塑性下地壳和岩石圈地幔.它们的构造各不相同,并且各层间呈现复杂的关系.在新疆地区,上地壳推覆叠置形成以三山四盆为特点的盆山构造,驮伏在一系列东西走向的条带状背型构造与向型构造的下地壳之上.在强烈隆升中的西藏地区,它的周边是差异隆升,但它的腹部地区的弹性上地壳完整未遭破坏.这是因为它的腹部的下地壳和岩石圈地幔发生局部熔融,上地壳被局部熔融的下地壳和岩石圈地幔顶托,以液压的方式整体抬升.华北地区,则是软流圈上升破坏了岩石圈地幔,形成新生地幔与残留地幔并存的蘑菇云岩石圈地幔构造.并由于软流圈的上升,使地壳拉张减薄形成裂谷盆地.中国大陆下除了东北吉辽地区太平洋板块向大陆俯冲外,东部其他地区都没有发现太平洋板块俯冲的证据.中生代以来中国东部发生的岩石圈巨变不是太平洋板块向中国大陆的俯冲而造成的,而是软流圈物质上涌的结果.因此,中国大陆当今的构造动力,是西部由印度板块俯冲推挤和东部东亚-西太平洋软流圈上升构成的二元系统.这两个动力系统的分界是南北地震带.在南北地震带以西整体处在压缩环境中:南北地震带以东,则处在拉张环境中.正是由于应力场由压缩转变成拉张产生的剪应力造成了南北地震带.华北地区所以成为地震活动地区是因为它的岩石圈地幔已被强烈的改造成为蘑菇云构造.热流上升,弹性层急剧减薄,弹性极限下降所致.     

中国东北地区中生代火山岩的大地构造意义

中国东北地区中生代火山岩可划分为西部大兴安岭环状火山岩带、南部火山岩带和东部火山岩带,它们是古亚洲洋构造域向太平洋构造域转换时期不同构造环境的产物。西部大兴安岭环状火山岩带的形成与古亚洲洋闭合过程中壳幔相互作用引起的深部热地幔柱的上升有关,南部火山岩带与构造域转换时期走滑拉伸构造有关,而东部火山岩带则是太平洋板块斜向俯冲作用的产物。     

中国北方新生代大陆变形及其动力学机制分析

大陆变形研究是大陆动力学的基本内容之一,对断裂构造及盆山演化进行研究是认识与了解大陆变形最直接有效的途径。中生代晚期—新生代,中国北方受到印度板块向北俯冲、太平洋板块向西运动与西伯利亚板块阻挡所导致的复杂构造动力系统的长期作用,地壳变形复杂,是研究大陆变形理想的天然实验室。本文在详细野外构造解析基础上,结合遥感与数字地貌技术、地震反射资料解释以及低温热年代学方法,通过对中国北方新生代断裂作用和山脉隆升历史研究,理清了断裂发育序次、断裂作用与构造应力场的对应关系,掌握了现今构造地貌格局东西差异的成因,并探讨了大陆变形的动力学机制。古新世—早始新世,中国北方普遍发育一组NNE向的断裂构造,该组断裂并非全区均匀发育,东部断裂规模较大,地貌特征明显,向西规模逐渐变小。NNE向断裂具有左行走滑的运动学特征,大致对应NW-SE向挤压应力场,推测NNE向左行走滑断裂的发育与新生代早期太平洋板块NNW向运动有关。NNE向断裂发育之后,东部渤海湾周边发育了NE向右行、NW向左行共轭走滑断裂,大致对应近EW向挤压应力场。西准噶尔地区发育了NE向左行、NW向右行走滑断裂,大致对应近NS向挤压应力场。东、西部的NE、NW向断裂都叠加在NNE向断裂之上,改造和破坏了早期NNE向断裂。本文推测东部后期断裂的发育与43~42 Ma太平洋板块运动由NNW转变为WNW向有关,而西部NE、NW向断裂发育与印度-欧亚大陆碰撞远程效应有关。随着印度板块持续北向运动并发生顺时针旋转,西部地区保持NNE向挤压应力场,发育了一系列NW、NNW向断裂。东部地区依然呈现近EW向挤压应力场。受到新生代以来各组断裂构造的影响,中国北方山脉和盆地呈现出线状与面状结合的网格状特征。磷灰石裂变径迹年龄统计显示,东部地区普遍经历了古新世—早始新世(66~42 Ma)的隆升-剥露,该期构造事件为现今东部地区构造地貌格局的形成奠定了基础。与东部地区不同,西部地区则存在8~6 Ma等时面,且8~6 Ma整体隆升-剥露为西部地区现今构造地貌格局的形成做出了主要的贡献。     

黔西盘关向斜构造特征及其力学分析

运用地质、力学观点分析了黔西盘关向斜燕山期发生的正、反扭动构造特征、成因及其复合叠加现象,认为它们是该区煤田后期改造的主要控制构造,是欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块相互运动的结果。自北向南运动的欧亚板块与自南向北运动的太平洋板块,两者作反时针直扭运动,产生北西、南东向挤压形成北东向褶皱（压性结构面）与北西、南东向张性结构面以及两组扭性结构面;自北向南运动的欧亚板块与自南向北的印度洋板块,两者的顺时针直扭运动,又产生了北东、南西向挤压,形成北西向褶皱（压性结构面）与北东向张性结构面以及两组扭性结构面。正、反扭动构造产生两种复合叠加方式：一是地层不发生偏转的简单叠加形式;二是后期顺时针扭动构造导致先期反时针扭动构造发生偏转,这与该区内岩石地层裂隙、断裂和构造形变特征相一致。     

中国经向构造带的竖移运动提要

中国经向构造带以往大多强调其挤压性与张性特征,近年发现其扭性出具普遍性。在中国西部,作者选取川滇经向构造带中的西昌一元谋断裂、南澜沧江断裂为例,综合该区广泛发育的旋扭构造、反多字型等派生构造,提出了该区经向构造带总体上呈右型扭动;在中国东部作者以山西陆台东西侧的ＳＮ向构造为例,依据其派生的多字型、旋扭构造,结合出现在东部平原区的实际现象,拽出其主要为左型扭动。作者将中国经向构造的东左西右扭动,名为     

利用GPS观测资料反演华北地区现今构造应力场

根据已获得的最新GPS观测资料,利用有限元方法反演华北地区现今构造应力场。反演结果表明,华北地区现今构造应力场除受55°～235°方向的压应力外,同时还受到140°～320°方向的拉应力,其中 NE－SW向的压应力最大,约为SE－ NW向的2倍。认为这一应力场是2种动力学过程的叠加,一是印度板块和太平洋板块的挤压,其中来自印度洋板块的作用力最大,约为太平洋板块作用力的1.5倍;另一个是因地幔隆起而产生的NW－SE向水平拉张力。     

再论岩石圈地幔蘑菇云构造及其深部成因

根据地球物理资料的分析得到,除了东北吉辽地区太平洋板块向大陆俯冲外,当今中国东部其他地区大陆下都没有俯冲太平洋板块的证据。中生代以来中国东部发生的岩石圈巨变不是太平洋板块向中国大陆的俯冲所造成,而是由于软流圈物质上涌形成蘑菇云构造对岩石圈地幔的改造而引发的重大地质事件。软流圈物质的上涌使岩石圈地幔成为新生地幔与残剩地幔并存的结构,岩石圈被激活,稳定的克拉通地壳褶皱变形,地壳减薄,地震频发,岩浆活动活跃,地面沉降,并形成广袤的西太平洋边缘海。但是岩石圈厚度并未减薄,只是由于岩石圈地幔形成了蘑菇云结构使它的速度降低,与周遍地区的岩石圈结构产生明显差别。蘑菇云地幔发育的地区覆盖整个东南亚西太平洋地区。包括中国东北的中东部、华北的东部、华南的东南缘、马来半岛、印尼、菲律宾、日本海、黄海、东海、南海,加罗林盆地和菲律宾海盆。与这个东南亚西太平洋低速岩石圈地幔相对应,还存在一个巨大的大地椭球面正异常,它应是核幔边界的质量过剩所引起。它与印度洋—西藏地区核幔边界质量亏损引起的负大地椭球面异常孪生,并形成一个控制中国大陆构造的深层动力系统,这个动力系统产生的时代可能为中生代或晚古生代。它们之间的地幔环流造成了东南亚西太平洋岩石圈巨变,并驱动印度板块的北移和青藏高原的隆升。     

从地震信息看油气地质扭动构造的六大特征——兼述中国东部和中—西部典型扭动构造样式

中国东部和中—西部含油气盆地内构造样式在平面上多为雁列展布,在构造演化过程中都注入了扭动因素。归纳出了扭动构造的六大地震地质特征,如扭断裂带主断面产状近于直立插入基底,向上向外撒开呈花状结构;花状结构的花枝呈喇叭口形弯曲;扭断裂带两侧同期构造及断裂呈雁列式展布等。中国东部第三纪以拉张翘倾运动为主,贯穿其内的郯庐断裂具有一定程度的扭动性质,使得中国东部的构造存在扭动因素,如济阳坳陷张扭性帚状构造样式、黄骅“入”字形断裂构造样式等。中国中—西部扭动构造的形成,受红河、阿尔金等断裂的影响,从河内盆地的扭动痕迹可以推测莺歌海盆地也具有扭动属性;沿阿尔金主断裂南缘派生的一组近东西向断裂呈右旋雁列。塔里木盆地的东西向断裂构造带以挤压为主,北西向形成右旋性质的压扭构造带,北东向则为左旋性质的压扭构造带。     

有关我国新构造运动起始时间的探讨

几十年来许多研究者从地貌、最新沉积和构造等方面,对中国的新构造运动进行了大量研究,但至今大家对新构造运动的含义却有着非常不同的认识。其关键问题是对新构造运动起始时间的看法差异很大,时间跨度从始新世晚期（40 Ma）到中更新世（0.73 Ma）,因此严重影响了新构造运动研究的深入和发展。现拟从动力条件方面探讨中国新构造运动的起始时间。通过分析中国现今地壳水平运动和现代构造应力场压应力轴的分布特征及其形成的动力条件,得出它们具有连续性和统一性,而二者分布方向较好的一致性表明,印度板块与欧亚板块碰撞推挤是形成中国现今地壳运动和现代构造应力场的主要动力。然而在古近纪时中国东部和西部处于两种截然不同的大地构造环境,西部挤压、东部拉张。直到中新世中期青藏高原东部的川滇、巴颜喀拉-松潘等地块被侧向挤出,它们自北而南往北东-南东方向滑移并推挤中国大陆东部的地壳块体向前运动,才开始把中国西部和东部逐渐联成一个构造运动的统一体。这不仅得到中国东部一系列相应构造事件的印证,而且还从导致中国新生代地质构造发育的动力学环境变化方面进行了讨论。中国新构造运动开始于中新世中期,即距今约15～10 Ma.     

论日本海区深震等深线凸进方向的动态变化及其在地震预报中的意义

深震等深线加深的梯度方向,反映了板块插入方向和板块俯冲力作用的主体方向;等深线凸进方向的动态变化,反映了贝尼奥夫带的偏转;日本海深源地震和我国东部地区浅震的个体(强震)和群体迁移,反映了深、浅部应力场强区的转移。这种转移的深层原因,可能与上地幔物质流流动方向变化有关。强区范围的圈定和转移规律,对地震的地点预报,具有重要意义。     

GPS技术应用于中国地壳运动研究的方法及初步结果

文中主要就中国利用GPS等空间测地资料研究地壳运动、构造变形 ,以及用于地震预测探索方面 ,从方法技术和近年来取得的一些初步结果进行了概要性论述。介绍了利用GPS技术资料研究地壳水平运动速度场、水平应变场、建立地壳运动模型等方法研究的进展。由GPS观测给出的地壳水平运动初步结果表明 :中国大陆现时水平运动在全球参考系中为整体向东 ,并兼有顺时针扭转运动。西部地区构造形变强烈 ,整个青藏块体及其边界带 ,以及新疆西部是应变值最高的区域 ,水平应变场主压应变优势分布方向为近NE向 ,空间差异显著 ,反映了印度板块碰撞推挤和青藏块体强烈构造运动的影响。中国大陆东部水平运动的差异性不显著。强震分布于地壳运动的大小、方向显著变化的区域 ,大地震通常发生在水平剪应变高值区或其边缘 ,尤其是与区域主干断裂的构造活动背景相一致的剪应变率高值区。     

近500年中国及邻区强震空间格局及迁移模式初步分析

介绍了中国及邻区地震目录数据库的开发状况，从历史强震、近代强震及强震震源深度等几个方面，结合我国及邻区板块构造以及应力状态、壳幔结构的东西部差异对我国强震的空间格局进行了较为系统的分析．公元1900年以前我国华北地区的强震呈现出大梯形格局，而公元1900年之后我国强震则以西部的巨大扇形为主要特征，其中震源深度最深的区域分别位于大扇形的2个顶点处，即兴都库什-帕米尔以及缅印交界地区．就我国强震所特有的空间分布格局对我国强震的线性以及区域性迁移模式进行了总结和分析，其中线性迁移模式又可细分为前进跳跃式和钟摆式．对文中涉及的强震迁移机制分别利用断层破裂、弹簧-滑块、壳幔的结构性差异以及它们之间的相对运动等模型进行了初步的解释．     

华南东南沿海地区岩石圈电性结构

为了研究华南东南沿海地区的壳幔电性结构及其动力学背景,布设了4条大地电磁测深剖面,获得了相应的二维地电模型,并结合相关地质和地球化学信息对地电模型进行了研究。结果表明:研究区西部地壳由于碰撞汇聚作用变厚,东部地壳由于太平洋板块的俯冲作用剧烈减薄。华南东南沿海地区的岩石圈并不是简单的呈现"西厚东薄"的特征,研究区东西两端岩石圈厚度超过100km,推测西段岩石圈增厚主要形成于陆内挤压造山或陆内碰撞汇聚造山作用,而东端岩石圈增厚可能由于大洋板块俯冲时洋壳残留物叠置在岩石圈的下部所形成,而中部岩石圈的减薄与软流圈物质上侵有关,造成此区域大规模软流圈物质上侵的动力来自于太平洋板块俯冲产生的深部热扰动。     

中国大陆东部现今岩石圈结构的板条构造分区

中国大陆以银川－昆明－线（１０５°±２°Ｅ）为界,其西部和东部的岩石圈结构,构造等多方面均表现出重大差异,而且,根据山川大势和新构造断裂、地震活动、重力和地壳厚度、地磁异常、人和幔内高导层等方面的表现,西部和东部都可以再分出若干二级构造分区。以东部地区为例。本文 其分为东北区、东北区、大华北区、华中区、华南区、华南区和南海区,这七个二级构造区之间依次 被47°N构造线、阴山构造带、34°N构造线、北岭构造带、南岭构造带和20°N构造线等 所分隔。这组构造分区的基本特征是．近东西走向,宽度都在5个纬度左右,平行排列 彼此在岩石圈结构组成、构造变形的历史、方式和强襄等各方而都有明显差别．故称之 为板条状构造分区．它们是在中生代晚期以来对早期老构造进行强烈改造的过程中形成的。     

华南叠加-重熔型花岗岩的成生机制

南岭成矿带是太平洋及印度洋板块对中国大陆板块联合作用的结果。囊括大量稀有-有色金属矿床的中心弧形构造-岩浆岩系正是这个“钳式”应力场作用的集中体现,“深部叠加-重熔”——以板块持续运动和相对高速率运动产生并贮集能量为前提,以俯冲板块不断带入新的挥发物质为条件,随着动力热和挥发组分的不断回流—汇集—贮集而使仰冲板块深部预热的原地或途中固化-半固化的先期熔融的岩浆岩发生了二次甚至多次的熔融作用。     

浅论多旋回构造理论对第四纪深部物理运动研究的推动

第四纪最突出的事件是青藏高原和南海海盆的形成和演化。众多中外学者几乎一致认为，青藏高原的形成是由于印度克拉通向北的推动，南海等西太平洋边缘海是在太平洋板块和菲律宾海板块向西俯冲的过程中形成的。笔者另辟蹊径，提出，由于新生代(尤其是第四纪)以来两个相互交切的东亚断裂和南亚断裂的深部物理运动，使得南海等西太平洋边缘海地区的陆壳物质被逐渐吸入地幔，经转化为“幔源壳质”以后，再不断输送、补充给青藏地区。其结果必然是，南海等西太平洋边缘海地区的陆壳迅速转化为过渡型壳甚至洋壳，青藏地区则由洋壳转化为陆壳，并迅速隆起、增厚。     

中国岩石圈应力场与构造运动区域特征

笔者系统分析了1918—2005年间中国大陆及其周缘发生的3130个中、强地震的震源机制解,根据其特征进行了岩石圈应力场构造分区,首次得到区域应力场的压应力轴和张应力轴空间分布的统计数字结果。在此基础上研究了应力场的区域特征、探讨了其动力学来源以及构造运动特征。总体结果表明,中国大陆及其周缘岩石圈应力场和构造运动可以归结为印度洋板块、太平洋板块、菲律宾海板块与欧亚板块之间相对运动,以及大陆板内区域块体之间的相互作用的结果。印度洋板块向欧亚板块的碰撞挤压运动所产生的强烈的挤压应力,控制了喜马拉雅、青藏高原、中国西部乃至延伸到天山及其以北的广大地区。在青藏高原周缘地区和中国西部的大范围内,压应力P轴水平分量方位位于20～40°,形成了近NE方向的挤压应力场。大量逆断层型强震集中发生在青藏高原的南、北和西部周缘地区,以及天山等地区。而多数正断层型地震集中发生在青藏高原中部高海拔的地区,断层位错的水平分量位于近东西方向。表明青藏高原周缘区域发生南北向强烈挤压短缩的同时,中部高海拔地区存在着明显的近东西向的扩张运动。中国东部的华北地区受到太平洋板块向欧亚板块俯冲挤压的同时,又受到从贝加尔湖经过大华北直到琉球海沟的广阔地域里存在着的统一的、方位为170°的引张应力场的控制。华北地区大地震的震源机制解均反映出该区地震的发生大体为NEE向挤压应力和NNW向张应力的共同作用结果。台湾纵谷断层是菲律宾海板块与欧亚板块之间碰撞挤压边界。来自北西向运动的菲律宾海板块构造应力控制了从台湾纵谷、华南块体,直到中国南北地震带南段东部地域的应力场。地震的震源机制结果还表明,将中国大陆分成东、西两部分的中国南北地震带是印度洋板块、菲律宾海板块与太平洋板块在中国大陆内部影响控制范围的分界线。     

Summary of the Lithospheric Dynamics in China

This paper presents a summary of the explanatory notes for the 1: 4, 000.000 scale"Lithgspheric Dynamics Map of China and Adjacent Seas". Which gives an outline of the geological and geophysical processes that are presently active or were once active during the Cenozoic. The focus is concentrated on intraplate phenomena and on explaining them in terms of fundamental plate tectonic processes.The lithosphere in China is very heterogeneous. Its dynamics can be described in terms of the relative motions of 8 active subplates and related 17 tectonic blocks, and the characteristics of neotectonic deformation. The present-day movement and deformation of the lithosphere in China, their relationship with the deep-seated processes, and the lateral heterogeneity, mass difference and stress state within it that will tend to cause crustal movement in the future are illustrated.The intraplate tectonics and stress field are mainly controlled by the heterogeneity of the lithosphere and the mode of interaction between subplates and their boundary conditions. The collision of the Indian plate with the Eurasian plate began and proceeded along the Tethys ocean side, which has produced a strong compressional stress in western China and brought about a high shear stress in the regions round the eastern and western corners of the Himalaya block. However, the eastern part of China is directly influenced by the western Pacific plate boundaries. The minimum principal stress here is tensional. which makes the shear stress high, it may be the cause of the high seismicity in North China and maritime region of southeastern China.     

长江经济带构造应力场特征及动力学环境分析

综合已有的研究成果,根据长江经济带活动构造块体和构造应力场的分布特征进行了构造应力场分区,总体上划分为华北应力分区、华南应力分区以及青藏高原应力分区,其中华南应力分区是长江经济带的主体应力分区。在此基础上,根据长江经济带的活动断裂及构造块体划分建立了有限元网格模型,利用二维有限元对长江经济带的构造应力场进行模拟,并分析了长江经济带的动力学环境。研究表明,长江经济带构造应力场受印度板块、太平洋板块和菲律宾板块联合作用控制,印度板块与欧亚板块的碰撞作用决定了长江经济带总体构造应力场的主要趋势,局部区域受到周边构造环境的影响;东南部处于菲律宾板块向欧亚板块俯冲所诱发的拉张环境,表现为冲绳海槽,西南部受印度板块北移所诱发的缅甸板块的剪切拉张作用,表现为实皆断裂及其西侧的缅甸中央盆地;青藏高原东缘物质横向挤出过程中受到太平洋板块和菲律宾板块的联合俯冲作用,对长江经济带地应力场的分布特征产生重要影响。