右江地区新生代断裂活动及构造变形机制的物理模拟分析

右江地区北西向断裂起源于晚古生代右江盆地内发育的同沉积断裂，这些断裂近等间距平行分布，新生代以来发生了多期次左旋走滑活动，进而导致了右江地区整体发生简单剪切变形。利用三维沙箱模型展开了物理模拟实验，对新生代右江地区的变形机制进行了分析。实验结果表明，早期在红河断裂的左旋剪切错动和印支地块的顺时针旋转联合作用下，右江地区北西向断裂复活，并发生明显的左旋走滑活动；随后川滇地块发生东南向的挤出运动，对右江地区产生侧向挤压，导致了右江地区北西向断裂新一轮的快速左旋走滑活动，同时还导致了右江地区西部的地壳压缩增厚。实验证实新生代右江地区的简单剪切变形以及北西向断裂的走滑活动是印支地块和川滇地块挤出运动共同作用的结果，同时也是印度-欧亚板块碰撞产生的连锁反应之一。      

青藏高原东北缘大陆岩石圈现今变形和位移

川青地块在地貌上为川西高原,亦是青藏高原东北边缘最重要的构造单元。新的GPS监测资料表明,在欧亚框架内,川青地块及其邻近的龙门山带和华南地块西缘的地壳运动水平速度,具有自西向东由25.66mm/a递变下降到6.99mm/a的总趋势。速度矢量表现出顺时针涡旋转动。川青地块内具有局部应变积累的非均一的区域剪切。横切鲜水河断裂带中段新的GPS测量结果揭示,两侧地块间的平均左旋滑动速率约8mm/a;由于局部应变积累,断裂系南西侧的主断裂的移动速率为9.3mm/a,其间为拉分盆地和小的横向伸展断裂。鲜水河断裂系的左旋断裂滑动作用,调节了川青地块与川滇地块之间的相对运动。     

青藏高原东北缘大陆岩石圈现今变形和位移

川青地块在地貌上为川西高原,亦是青藏高原东北边缘最重要的构造单元.新的GPS监测资料表明,在欧亚框架内,川青地块及其邻近的龙门山带和华南地块西缘的地壳运动水平速度,具有自西向东由25.66 mm/a递变下降到6.99 mm/a的总趋势.速度矢量表现出顺时针涡旋转动.川青地块内具有局部应变积累的非均一的区域剪切.横切鲜水河断裂带中段新的GPS测量结果揭示,两侧地块间的平均左旋滑动速率约8mm/a;由于局部应变积累,断裂系南西侧的主断裂的移动速率为93mm/a,其间为拉分盆地和小的横向伸展断裂.鲜水河断裂系的左旋断裂滑动作用,调节了川青地块与川滇地块之间的相对运动.     

青藏高原东北缘大陆岩石圈现今变形和位移

川青地块在地貌上为川西高原，亦是青藏高原东北边缘最重要的构造单元。新的GPS监测资料表明，在欧亚框架内，川青地块及其邻近的龙门山带和华南地块西缘的地壳运动水平速度，具有自西向东由25．66mm／a递变下降到6．99mm／a的总趋势。速度矢量表现出顺时针涡旋转动。川青地块内具有局部应变积累的非均一的区域剪切。横切鲜水河断裂带中段新的GPS量结果揭示，两侧地块间的平均左旋滑动速率约8mm／a；由于局部应变积累，断裂系南西侧的主断裂的移动速率为9．3mm／a，其间为拉分盆地和小的横向伸展断裂。鲜水河断裂系的左旋断裂滑动作用，调节了川青地块与／11滇地块之间的相对运动。     

青藏高原东南缘德钦- 中甸断裂中北段活动性及地震危险性评估

青藏高原的隆升和向东挤出使得青藏高原内部和周缘形成一系列强烈变形的次级块体,川滇地块是其中变形最为活跃的地块。德钦 中甸断裂是川滇地块的西边界断裂之一,晚第四纪以来断裂主要表现为右旋滑动,同时发育倾滑分量。在奔子栏镇 瓦卡镇以南至中甸一带,断层发育明显的正倾滑分量,在奔子栏镇 瓦卡镇以北则发育明显的逆倾滑分量。奔子栏镇一带是断层运动特征的改变部位,也是断层宏观走向改变的部位,这些特征表明奔子栏镇更是德钦 中甸走滑断裂的枢纽部位。研究表明德钦 中甸断裂在奔子栏镇附近的古地震平均复发周期为11. 35±2. 4ka,长期滑动速率1. 3~1. 7mm/a。按照构造类比原则,奔子栏镇是德钦 中甸断裂的地震成核部位,其潜在震级下限不会低于M7,潜在地震烈度下限不会低于Ⅹ度。     

滇西北周城—清水断裂带晚新生代活动性初步研究

地表地质调查发现,位于滇西北菱形断块中南部的周城—清水断裂在上新世早期已经开始活动,而断裂强烈活动时期在中更新世,晚更新世以来活动性减弱。断裂运动方式以左旋走滑为主,兼有逆冲分量,并发生过从逆冲到正断的转换,全新世活动不明显。根据断裂断错的上新世昔格达组湖相沉积地质及河流地貌进行的初步分析,可以判断该断裂晚第四纪以来的垂直活动速率为0.1 mm/a左右,明显小于周城—清水断裂北侧川滇菱形块体向南东方向的运动速度(13~14 mm/a)。这表明周城—清水断裂对印度板块与欧亚板块碰撞所形成的次生构造———川滇菱形块体的侧向挤出的调节作用很有限。     

我国的一些造山带的侧向挤出构造

尽管大陆只占地球表面的三分之一,但是人类生活在大陆上,大部分资源也来自于大陆,因此大陆构造研究有特别的意义,我国的地质前辈们为此做出了重要的贡献。然而,陆壳具有高度的非均质性,因此大陆构造要比大洋构造复杂的多,认识其演化规律极其困难,但是人类正在通过不同的途径朝这个目标前进。地块的侧向挤出是大陆构造的主要形式。尽管大规模的地块侧向挤出是否发生在青藏高原主体存在很大的争议,但是有证据显示地块的侧向挤出广泛地发生在青藏高原周边以及我国其它的一些造山带内,呈现出不同的规模、位移量和变形特征。位于滇西三江断裂带内的兰坪-思茅盆地在印度和华南第三纪的压扭性相互作用下向南挤出; 沿喜马拉雅西构造结发生的地块侧向挤出形成于早第三纪印度与欧亚大陆之间的南北向碰撞,最新的挤出地体是塔里木盆地; 雪峰地块向南的侧向挤出受控于华南地区北西-南东向区域性扭性构造作用; 沿扬子地块北缘发生的地块侧向挤出形成于扬子地块与秦岭造山带中生代晚期的南北向挤压,造成四川盆地发生向西的侧向挤出; 沿秦岭-大别山发生的地块侧向挤出发生在中生代,经历了超高压变质作用的下地壳随扬子地块的挤入向东运动,最后在桐柏-大别山隆升到地表,而中上地壳包括留凤关复理石沉积和碧口地块向西挤出。桐柏-大别山和青藏高原均形成于大陆的碰撞,地壳都曾发生过大规模的增厚。因此,有理由相信青藏高原的下地壳和桐柏-大别山的下地壳结构和构造是一样的,要研究两者物质组成和赋存状态以及运动和变形特征可以互相参考和借鉴。例如： 5·12汶川大地震的发生引发了对高原下地壳流变的关注和争论。上述桐柏-大别山中生代下地壳的侧向挤出就是通道流,由此证明青藏高原下地壳通道流是存在的; 而青藏高原下地壳和桐柏-大别山一样,一定是由壳内花岗岩、活化的前寒武结晶基底、变质核杂岩以及混入的上地幔物质组成。     

青藏高原东南缘晚第三纪盐源构造逸出盆地的沉积特征与构造控制

晚第三纪盐源盆地位于夹持于鲜水河断裂与红河断裂之间的川滇块体的东南缘，并夹于木里弧与盐源弧形构造之间。为东西向展布并向南东凸出的弧形盆地，盆地中充填了巨厚的同构造期的磨拉石，是一个由顶底不整合面限制的构造层序，具有总体先向上变细后向上变粗变浅的完整沉积旋回；盆地自南而北的充填样式总体显示为冲积扇（水下扇）－深湖－湖沼－河流冲积平原，为一个南厚北薄楔形盆地，沉只特征表明该盆地具有单断张性盆地的充填特性，川滇块体向南东挤出作用使该区由原来的挤压状态下逆冲系统转变为引张状态下的向南东的构造逃逸系统，从而在川滇块体内形成晚第三纪盐源盆地，盆地的长轴垂直于川滇块体南东向挤出方向。因此，晚第三纪盐源盆地是大陆块体侧向挤出作用的沉积响应，沉积物的时代研究表明川滇块体这次挤出构造事件出现的时间为晚中新世－上新世，其与Tapponnier(1986）大陆块体侧向多期挤逸模式最后一期挤出事件相对应。     

青藏高原东缘新构造及其对汶川地震的控制作用

基于卫星遥感图像解译、地形起伏度分析和地面调查资料,论述了青藏高原东缘构造地貌格局、新构造演化阶段和活动断裂特征,提出青藏高原东缘不同地块在晚新生代时期有序的向东挤出过程,并划分为4个阶段：中新世早期川滇地块向北东挤出、中新世晚期川滇地块的再次强烈向东挤出、上新世至早中更新世时期川青地块的向东挤出、晚更新世以来最新构造变动阶段,青藏高原东缘地貌边界带也经历了由西向东、由南向北的有规律的迁移过程。基于活动构造的最新研究成果和现今GPS测量成果,阐述了东昆仑岷山龙门山走滑逆冲断裂系统的运动学特征。根据地震破裂构造的实地调查,分析了汶川地震的地表破裂行为,提出了汶川地震的发震构造模型。研究认为,青藏高原东部地区NW向楔状条块向东运动速度的一半被鲜水河断裂及其北西延伸的构造带所吸收,而龙门山构造带向东运动受阻于四川盆地之下扬子刚性地块,使得龙门山断裂带处在低应变、高应力环境下,因长期应力应变累积而导致向西陡倾的断裂带突然向东逆冲运动而释放能量。汶川强震发生的深部机理值得深入研究。     

阿尔金断裂东段的构造转换模式

大型走滑断裂控制着青藏高原的变形,众多学者通过阿尔金断裂来探索青藏高原北部的构造变形过程。基于野外调查和前人的研究结果可知阿尔金断裂的滑动速率在肃北—疏勒河口段表现为三联点两侧的突降,祁连山西段的逆冲和走滑断裂吸收了阿尔金断裂的左旋位移。由于祁连山内部次级断裂活动性的增强,现存阿尔金断裂连续地表破裂终止于酒泉盆地西侧,但位于其东侧的断裂系仍属于阿尔金断裂。在Kohistan岛弧与欧亚板块碰撞之后,青藏高原沿阿尔金断裂曾发生滑动速率近一致的侧向挤出,断裂两侧此时并未发生明显的隆起。随后东昆仑造山带和祁连山造山带的先后大规模隆升,高原的北东向挤出迅速减弱。阿尔金断裂北东向挤出能力与东昆仑造山带和祁连山造山带的隆起存在明显的耦合作用。     

青藏高原东南缘弧形旋扭活动构造体系及其动力学特征与机制

在系统总结前人成果资料基础上,结合最新的遥感解译与地表调查资料发现,青藏高原东南缘地壳最新的顺时针旋转运动主要受控于由川滇外弧带和滇西内弧带构成的双弧型川滇弧形旋扭活动构造体系。进一步的综合分析认为,该构造体系的弧形旋扭运动学变形模式的动力学机制及其内部块体变形的差异性与不均匀性,主要是该区边界力的作用方式、先存地质结构和现今的地壳与岩石圈结构、岩石圈物质组成及其物理性质、深部的热状态、重力势能等多种因素共同作用的结果。其中,印度板块与扬子地块之间的右旋剪切和青藏高原内部物质向东南的不均匀挤出共同产生的力偶作用和岩石圈性质与结构,可能是造成该区围绕东喜马拉雅构造结整体发生顺时针旋转运动和旋扭叠加伸展变形最重要的因素。     

青藏高原东南部第四纪右旋剪切运动

通过对藏东南嘉黎断裂和滇西北断裂实地考察研究，表明青藏高原南部不存在统一的边界走滑断裂。嘉黎断裂的西段位于青藏高原南部，是一个南北挤压作用下的东西向伸展构造区，发育近南北向的地堑系，嘉黎断裂西段是这些地堑之间的转换断层，具有较高的右旋走滑速率。滇西北断裂与红河断裂构成川滇菱形块体的西南边界，该块体具有向东南逃逸和顺时针旋转运动。     

甘孜玉树断裂带第四纪活动特征

甘孜-玉树断裂带位于西金乌兰湖一玉树断裂带的南端，广义的鲜水河断裂向西北延伸的部分，是青藏高原川滇菱形块体向东挤出的北部边界，其结构较为复杂，根据其活动性的差异可分为3个段落：南段由一组斜列的左旋断裂组成，断裂活动形成甘孜左阶拉分盆地，岩桥区地震活动强烈；中段以强烈走滑运动为主，并在断裂北侧形成一系列断陷盆，现今无地震记录；北段自邓柯向北转折，由主干断裂及一系列羽状断裂斜截复合，且以左旋走滑为主，与断裂有关的断陷盆地都发育在断层的西侧，地震活动分散，且活动性较弱。断裂带上的玉树-竹庆段断层谷地是南水北调西线侧雅金沙江-雅砻江调水线路的必经之地，强烈的断层活动以及形成的宽广的构造破碎带，将给工程施工和工程运行带来巨大的困难。     

阿尔金断裂不同时间尺度下的滑移速率及构造意义

阿尔金断裂是亚洲大陆最大、也是最活跃的走滑断层之一.一般认为,印度板块与欧亚大陆间的汇聚通过地壳增厚与沿阿尔金等主要深大断裂的侧向滑移2种机制被青藏高原造山带的地壳形变所吸收.由于这2种机制所预测的阿尔金断裂的左旋滑移速率相差甚巨,因此,阿尔金断裂的滑移速率成为判断2种机制相对重要性的重要依据.采用地质学、大地测量学及数值模拟方法对阿尔金断裂滑移的研究结果表明,阿尔金断裂的滑移速率呈长期减小的趋势;青藏高原经历了由块体的侧向挤出向地壳增厚的转变过程;阿尔金断裂在不同地质时间尺度下的滑移速率尚需精确确定;单纯将阿尔金断裂滑移速率的大小作为判断青藏高原构造模式的依据也是应该受到质疑的.     

川滇地区重力场特征与地壳变形研究

对川滇地区重力场特征进行了研究,获得了研究区内地壳厚度分布及变形特征。总体上,研究区内地壳厚度从西北向东南逐渐减小。川滇菱形块体中内部出现了广泛的地壳增厚现象,并可能一直延伸至菱形块体的最南端。丽江-小金河断裂带在重力场特征上表现为龙门山断裂带向西南的延伸,其东侧主体构造走向等特征与扬子地块一致,推测丽江-小金河断裂带与龙门山断裂、红河断裂带一起构成了扬子地块的西边界。滇西地区布格重力一阶导数与现今地壳变形格局总体一致,主体构造方向为北北西-近南北向,代表了“新”构造主体构造线的方向;上延至45km后,主体构造上转变为以近东西向为主。     

青藏高原东南缘晚渐新世-早中新世中下地壳流动:滇西瑶山与玉龙变质杂岩构造解析

通常认为位于青藏高原东南缘的巽他地块侧向刚性块体挤出调节了印度-欧亚板块碰撞及后碰撞。然而,最近的研究表明,低粘度的中下地壳流动可以解释青藏高原向外扩张的现象。关于哪种机制在巽他地块挤出过程中起着主导作用仍未解决。在本研究中,我们重点围绕哀牢山-红河构造带南部的瑶山杂岩以及构造带北部邻区的玉龙杂岩开展构造研究。详细的宏观构造解析、显微构造以及组构分析说明切向剪切作用在瑶山与玉龙穹隆的形成与剥露中起着重要作用,组成穹窿的岩石均具有分层流变学特点。瑶山穹隆是发育在较深岩石层位的穹隆构造,而玉龙穹隆是发育在较浅岩石层位的穹隆构造。向南或东南切向剪切可能是上地壳向南的重力滑动和粘滞下地壳相对中上地壳向北流动共同作用的结果。前者可能与高原重力塌陷有关,但后者的驱动力有待进一步研究。