青藏高原西部喀喇昆仑断裂活动构造研究进展综述（英文）

喀喇昆仑断裂系(KF)位于青藏高原西缘,具有右旋走滑性质,从帕米尔高原至尼泊尔西部延绵1 000多km。长期以来,对于喀喇昆仑断裂活动的起始时间、总位移量、在不同时间尺度上的滑移速率以及断层两端的精确位置等问题,都存在较大争议。为了更好的了解喀喇昆仑断裂现今的运动学特征及其与喜马拉雅—青藏高原陆内碰撞造山带的关系,确定喀喇昆仑断裂的滑移速率历史以及它随时间和/或空间的变化规律是极其重要的。目前研究表明,从现今的大地测量学尺度到几个百万年的地质学尺度,喀喇昆仑断裂走滑速率的变化范围为3～10 mm/yr。本论文对断裂各段的分布情况进行了详细描述,阐述了获得晚第四纪以来走滑速率的方法,回顾了喀喇昆仑断裂在大地测量学、晚第四纪以及地质学等不同时间尺度的走滑速率,并重点讨论了晚第四纪以来断裂的走滑速率。然后,确定了喀喇昆仑断裂北端的精确位置、讨论了其运动学意义和地震灾害效应。鉴于喀喇昆仑断裂具有长期的活动历史、规模巨大、运动速率较高,我们认为即使板块内部小尺度的似连续变形非常发育,板块模型依然可以很好的解释由于印度-亚洲板块碰撞造成的喜马拉雅北部的岩石圈变形。喀喇昆仑断裂、阿尔金断裂、昆仑断裂及龙木错—郭扎错断裂等青藏高原周缘的主要走滑断裂对青藏高原向东的挤出起着重要的调节作用。     

青藏高原的现今构造变形与地球动力过程

作为地球陆地上最高、最大、最平坦的地貌单元，青藏高原晚第四纪—现今构造变形的运动学状态是研究其深部地球动力作用的重要基础。全球卫星导航系统能够观测几十年时间尺度的地壳运动定量资料，历史记载和仪器观测获得的历史地震资料提供着数百年时间尺度的构造运动和深部变形数据，而上万年时间尺度的活动断裂定量研究数据则揭示着长期、平均构造变形状态。综合这三类不同时间尺度的地表构造变形定量数据，就能够定性推测或定量模拟驱动地表构造变形的深部地球动力作用。本文综合利用上述三类资料，发现青藏高原晚第四纪—现今的运动状态受控于统一的应变场，地表与深部一致，现今与长期一致。最大剪切应变主要分布在高原周边的主要逆冲断裂带和内部的巨型活动走滑断裂带，产生众多的强震；收缩应变和地壳缩短主要发生在周边山系及其伴随的前陆盆地，形成逆冲断裂和逆冲型强震；面膨胀应变和地壳拉张发生在高海拔的青藏高原内部，形成近南北向正断层和北东/北西向共轭剪切断裂系，并控制着正断层型地震的发生；青藏高原的所谓“向东挤出”，不是刚性岩石圈地块在走滑断裂夹持下的向东滑移，而是高原内部岩石圈物质的向东流动和绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转。这种运动状态只能被青藏高原之下岩石圈地幔对流剥离动力学模型很好解释。被对流剥离的岩石圈沉入中下地幔时伴随着负浮力的产生，不仅使得青藏高原发生垂向隆升，还对周边施加水平挤压应力，从而造成高原周边准同期地向外逆冲扩展，导致了起始于晚新生代并延续至今的构造变形，形成所观测到的不同时段的构造变形运动场。     

喀喇昆仑断裂北段晚第四纪活动特征及其构造意义

右旋走滑的喀喇昆仑断裂(KK F)作为青藏高原的西部边界, 在印度板块与欧亚板块碰撞引起的陆内变形过程中扮演了重要的角色。近年来KK F北段全新世以来的活动特征存在争议。通过遥感解译和野外观测, 在喀喇昆仑断裂(KK F)的北段——新疆卡拉苏地区, 对KK F及其两条分支断裂的几何学、运动学进行了研究, 获得了现今发育的冰水扇被右旋错断和冰水扇上分布羽列式T张破裂等指示KK F右旋走滑的证据。采集了KK F控制的浅冰水湖相沉积中贝壳的AMS 14C样品, 获得年龄分别为(5.20±0.03) ka、(5.61±0.03) ka 和(9.95±0.04) ka。表明KK F北段晚全新世以来仍在活动, 其右旋走滑速率约为3.7 mm/a, 累计垂向滑移速率约为1.7 mm/a。据前人在KK F中部的研究成果, 推测KK F北段在卡拉苏地区由南东往北西右旋走滑速率有增大的趋势。     

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.     

西昆仑康西瓦断裂带西延特征及其构造意义

青藏高原西北部康西瓦走滑断裂带(Karakax fault)为一条经过长期演化且现今仍在活动的重要大型断裂带,该断裂对该地区形成演化起到至关重要的控制作用。目前大多学者们认为该断裂在东段沿喀拉喀什河谷大致呈东西走向延伸,后在其西段麻扎地区向北西方向延伸。然而,通过详细的野外地质调查在该断裂带西段的麻扎地区新发现了一条NEE-SWW向的断裂,将之命名为麻塔断裂。实测地质剖面和显微构造分析发现麻塔断裂与康西瓦断裂具有相似的几何学和运动学特征,同样经历了早期右旋逆冲的韧性走滑变形和后期左旋脆性走滑变形,理应划分为一条断裂,前者是后者自麻扎向西的延伸部分。麻塔-康西瓦断裂共同参与调节了自古生代以来板块碰撞拼合在青藏高原西北部的构造变形,现今西昆仑-帕米尔地区的构造地貌格局正是康西瓦和喀喇昆仑等大型断裂新生代活动而形成的。     

帕米尔弧形构造带晚第四纪以来的不对称径向逆冲:多时空尺度变形速率的启示

帕米尔弧形构造带作为印度-欧亚板块碰撞带变形最为强烈的地区之一,该构造带前缘发育了一系列呈弧形形态展布的活动断裂系;其向北突出的弧形形态的形成是数十年来国内外的研究热点。但关于该弧形形态的形成时间、形成机制以及帕米尔弧形构造带的演化过程仍存在很大的争议。沿弧形构造带发育的活动断裂系运动学的时空变化是揭示帕米尔弧形构造带新生代以来形成演化过程的重要窗口,但是鲜有对这些构造的多时空尺度的系统性研究。文章根据这些沿弧形构造不同的构造样式,重点总结了主要活动构造在不同时间尺度下的变形速率,并分析这些构造沿帕米尔弧形前缘的时空变化。结果表明,晚第四纪以来,帕米尔弧形构造带前缘的构造变形速率基本保持稳定,且前缘主要的逆冲和走滑运动呈现强烈的不对称特征。我们认为帕米尔弧形构造带晚第四纪以来的变形模式基本保持一致,主要表现为不对称径向逆冲的运动学模式,这一运动学模式的形成可能受控于帕米尔边界条件的差异。     

印度-亚洲碰撞：从挤压到走滑的构造转换

印度-亚洲板块碰撞导致喜马拉雅山脉的崛起、青藏高原的生长、两倍于正常地壳厚度的巨厚陆壳体,以及大量青藏高原腹地的物质沿着大型走滑断裂朝东、东南、西的方向逃逸。印度-亚洲碰撞如何造成板块汇聚边界由挤压到走滑的构造转换对认识大陆岩石圈的变形机制具有重要意义。本文通过总结喜马拉雅造山带及青藏东南缘~55Ma以来的构造、变质、岩浆记录,发现高喜马拉雅的挤出起始于始新世加厚的喜马拉雅造山带中—下地壳的部分熔融,受控于渐新世以来同期发育的向南逆冲和平行造山带的韧性伸展,并建立了高喜马拉雅"三维挤出"构造模式。晚始新世以来,羌塘地块和拉萨地块的物质通过"岩石圈横弯褶皱和壳内解耦"的运动学机制,围绕东构造结发生顺时针旋转并向青藏高原东南缘逃逸。结合东南亚板块重建的资料,我们认为:印度-亚洲的"陆-陆碰撞"到印度洋板块-亚洲东南大陆的"洋-陆俯冲"的转换是导致从印度-亚洲主碰撞带的挤压到青藏东南缘走滑转换的根本原因。     

甘肃北山旧井地区晚第四纪活动断裂分布及其构造意义

通过对甘肃北山地区遥感影像分析、地质填图和断裂活动性研究,探讨了北山地区晚第四纪以来的变形机制。结合青藏高原北部区域构造应变、应力场,认为北山地区现今构造格局是在印度板块与欧亚板块相碰撞形成的北东向挤压构造应力场的作用下,重新激活东西向的晚古生代、中生代断裂,并产生北东向新生断裂。说明印度板块与欧亚板块相碰撞并持续向北运移所产生的构造变形不仅局限于青藏高原内部及其边界,更影响到青藏高原以北的地区。     

东昆仑阿其克库勒湖地区的逆冲扩展作用

东昆仑西段是我国西北地区地质研究程度较低的地区之一。通过典型剖面的构造分析,可以得出下列几点重要认识:①东昆仑西段具有十分发育的断裂构造系统,逆冲扩展、正滑作用和拆离作用是该区的主要变形事件。②逆冲断裂起始于晚石炭世和晚三叠世早侏罗世时期,但强烈活动发生在库木库里盆地强烈坳陷的中新世第四纪时期。③该区北向逆冲扩展作用和南向正滑作用并存的构造格局,和青藏高原北部的总体构造格局相一致,与青藏高原南缘喜马拉雅地区的构造格局也十分类似,但逆冲扩展方向相反,强烈逆冲扩展作用都发生在中—上新世至第四纪印度板块与欧亚板块强烈碰撞和青藏高原急剧隆升时期。这种方向相反的逆冲扩展和正滑作用揭示青藏高原深层物质向南、北两侧对称式扩展和表层物质向高原腹地重力滑动的运动学特征。因此该区断裂构造系统的建立对研究青藏高原北部的深部作用过程,建立青藏高原隆升的统一的地球动力学模式提供了一种思路。     

GPS观测的活动断裂滑动速率及其对现今大陆动力作用的制约

活动断裂的滑动速率是晚第四纪构造变形的定量描述 ,是制约和研究现今大陆动力过程的重要基础数据。地震地质学研究给出主要活动断裂的长期和平均运动水平 ,横跨断裂的GPS观测能够提供断裂的现今滑动速率。文中利用重大科学工程“中国地壳运动观测网络”的 10 0 0多个GPS观测站的复测数据 ,计算中国大陆主要活动断裂的现今滑动速率。发现主要活动断裂的GPS滑动速率与晚第四纪滑动速率在运动方式和运动量上是大体一致的。从GPS观测到的断层滑动速率来看 ,中国大陆的大多数活动断裂的速率都在 10mm/a之下 ,而没有类似于板块边界的大于 2 0 30mm/a的滑动速率。这种现象意味着整个中国大陆的构造变形可能是分布式的 ,而不是仅仅集中在少数几条大型活动构造带上 ,沿主要活动断裂的刚性块体滑移可能不是构造变形的主要方式。现今构造变形的分块运动图像可能只是脆性上地壳的变形方式 ,中下地壳和上地幔的运动则以连续变形为特征 ,从下部驱动脆性上地壳的变形和运动 ,使得上部地壳的变形既表现出分块特征 ,又发生块内的变形。“连续变形”理论模型能够更好地描述大陆内部的构造变形。     

Définition d'une limite multicritère ; stratigraphie du passage Campanien–Maastrichtien du site géologique de Tercis (Landes,SW France)Definition of a multi-criteria boundary; stratigraphy of the Campanian–Maastrichtian interval of the geological site at Tercis (Landes,SW France)

Lithostratigraphy, physicochemical stratigraphy, biostratigraphy, and geochronology of the 77–70 Ma old series bracketing the Campanian–Maastrichtian boundary have been investigated by 70 experts. For the first time, direct relationships between macro- and microfossils have been established, as well as direct and indirect relationships between chemo-physical and biostratigraphical tools. A combination of criteria for selecting the boundary level, duration estimates, uncertainties on durations and on the location of biohorizons have been considered; new chronostratigraphic units are proposed. The geological site at Tercis is accepted by the Commission on Stratigraphy as the international reference for the stratigraphy of the studied interval. To cite this article: G.S. Odin, C. R. Geoscience 334 (2002) 409–414.     

Quaternary stresses revealed by calcite twinning inversion: insights from observations in the Savonnières underground quarry (eastern France)

Calcite samples were extracted both from the rock matrix and the superficial coating of a karstified fault plane of an underground quarry, located in the eastern border of the Paris basin. The karstification is dated as Quaternary. Analysis of mechanical calcite twinning reveals that only the calcite matrix has also undergone a compression trending WNW that can be attributed to the Mio-Pliocene alpine collision. Both coating and matrix have undergone a strike-slip regime with σ₁ roughly trending north–south, that could correspond to the regional present-day state of stress, a strike-slip compression rather trending NNW, modified by local phenomena. To cite this article: M. Rocher et al., C. R. Geoscience 335 (2003).     

HYDROGEOLOGY

正20141756 Chen Ruige(Mathematical College,China University of Geosciences,Beijing100083,China);Zhou Xun Numerical Simulation of Groundwater Level Fluctuation in a Coastal Confined Aquifer with Sloping Initial Groundwater Level Induced by the Tide(Geological Bulletin of China,ISSN1671-2552,CN11-4648/P,32(7),2013,p.1099-1104,6 illus.,16 refs.) Key words:confined water,groundwater level     

METAMORPHIC PETROLOGY

正20141408 Cai Jia(Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037,China);Liu Fulai Petrogenesis and Metamorphic P-T Conditions of Garnet-Spinel-Biotitebearing Paragneiss in Danangou Area,Daqingshan-Wulashan Metamorphic Complex Belt(Acta Petrologica Sinica,ISSN1000-0569,CN11-1922/P,29(7),     

SERIALS

正~~     

GEOPHYSICAL EXPLORATION

正20142386An Guoying(China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources,Beijing 100083,China)Application of Satellite Remote Sensing in Regional Hydrogeological Investigation:Taking Cenozoic Strata in Wenquan Sheet(1∶250 000)of Karakoram Range as an Example(Geosci-     

QUATERNARY GEOLOGY & GEOMORPHOLOGY

正20141016An Chengbang(Key Laboratory of Western China’s Environmental Systems,Ministry of Education,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China);Zhao Yongtao Lake Records during the Last Glacial Maximum from Xinjiang,NW China and Their Climatic Impli-     

PETROLEUM GEOLOGY

正20141538 Cao Qing(School of Earth Sciences and Engineering,Xi’an Petroleum University,Xi’an 710065,China);Zhao Jingzhou Characteristics and Significance of Fluid Inclusions from Majiagou Formation,Yichuan Huangling Area,Ordos Basin(Advances in Earth Science,ISSN1001-8166,CN62-1091/P,28(7),2013,p.819-828,7 illus.,3 tables,43 refs.)     

GEOCHEMISTRY

正20142002 Wei Hualing(Institute of Geophysical and Geochemical Exploration,Chinese Academy of Geological Sciences,Langfang065000,China);Zhou Guohua Element Content and Mineral Compositions in Different Sizes of Soil in Tongling Area,Anhui Province(Geological Bulletin of China,ISSN1671-2552,CN11-4648/P,32(11),2013,p.1861     

ENGINEERING GEOLOGY

正20141768 An Shaopeng(Institute of Rock and Soil Mechannics,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430071,China);Wei Lide Experimental Study on Mechanical Behavior of Xigeda Formation Siltstone and Structure Interface(Journal of Engineering Geology,ISSN1004-9665,CN11-3249/P,21(5),2013,p.702-708,9illus.,1 table,16 refs.)