初论擦痕性质

用擦痕作为研究断裂两盘岩体相对位移的主要依据已有几十年的历史。大多数人认为,它只代表岩体最后一次运动时所留下的遗迹。但也有人把擦痕作为确定断裂两盘岩体活动方向的唯一标志,还有人用断裂面上不同方向的擦痕确定断裂多期活动的先后次序,为此,野外观察者常是用手抚摸断裂面上的平滑度,得出断裂两盘岩体的相对位移方向。     

确定倾斜断裂面上擦痕产状的几何准则

确定断裂面上擦痕的产状,在几何学上是求解两个平面交线的产状.平面之一是断裂面,另一是平行于擦痕的铅直面.这样,铅直面沿擦痕倾斜方向的走向即是擦痕的倾向;而此铅直面与断裂面的交线(即一条擦痕)与其自身的水平投影之间的夹角便是其倾角. 根据空间几何关系,可导出断裂面的走向、倾角与其上的擦痕的倾向、倾角之间的解析表达     

多期断层擦痕的硬划分:一种目标函数算法

提出一种基于硬划分的目标函数法 ,它能够识别多期断层擦痕数据。这是通过在Fry(1999)的Sigma空间里对数据内在的线性构造的识别来实现的。与其它的应力反演法不同 ,目标函数法在原理上相对完善。为了检验此方法 ,在设定的应力张量下由ManteCarlo法生成“人工”断层擦痕数据。计算结果表明 ,目标函数法能够很好地识别多期断层擦痕数据。应力估测的准确度取决于断层擦痕数据的误差和不同构造期应力张量之间的相似性。随着断层擦痕数据误差范围的加大 ,应力估测的准确度趋向降低。当断层擦痕数据存在误差时 ,越是相似的设定应力张量 ,其估计准确度也就越低。不同期构造应力的彼此相似往往与构造应力场微妙或细部的时空变化有关。在从多期断层擦痕数据里识别出相似的不同期构造应力上 ,目标函数法有所突破 ,进而有助于深入认识地质构造的形成。     

汶川Ms8.0地震的地表破裂过程－－以都江堰八角庙村断层擦痕剖面为例

汶川MS8.0地震在龙门山断裂带造成了严重的地表破裂,但能反映地震地表破裂过程的现象却很少,四川省都江堰市虹口乡八角庙村有一处保存基本完好的断层擦痕剖面,是惟一能反映地震地表破裂过程的露头。剖面上可见两种侧伏产状相差很大的擦痕,我们利用全站仪和GPS对擦痕进行总体和细部的测量,结果表明,一种擦痕接近垂直,侧伏角在 76°～87°之间,另一种擦痕侧伏角相对较小,介于 32°～33°之间。利用擦痕侧伏角、断层面倾角、岩石内摩擦角进行求解断层主应力方位的赤平投影,结果表明发震断层的运动方式为逆冲兼右行走滑。通过分析对比,我们认为断层面上近水平方向的擦痕切割了近垂直方向的擦痕,据此将地震的地表破裂过程分为两个阶段。阶段Ⅰ断层运动以逆冲向上为主,阶段Ⅱ以右旋走滑为主,这个结论与地震波数据反演结果是一致的。其中,阶段Ⅰ由两个子事件组成; 第一个子事件断层以接近垂直的角度逆冲向上运动,运动方向为SW85°～87°; 第二个子事件断层的运动方向发生朝向NE方向的倾斜,运动方向为SW76°～80°,表明断层运动性质为逆冲兼少量的右旋走滑。阶段Ⅱ断层的运动方向为SW32°～33°,表明这一阶段断层运动以右行走滑为主,走滑分量大于逆冲分量。     

天山第四纪冰川擦痕特征及分布规律

根据冰蚀痕迹的统计数据 ,着重讨论了天山高山地区冰岩界面形成过程和冰川擦痕分布规律。典型的冰碛岩一般有擦面和擦痕。冰川槽谷的横剖面上 ,从侧部向中部 ,擦痕密度逐渐增大 ,槽谷的谷壁向谷底的转折处是擦痕密度由小转大的突变点 (拐点 ) ,反映了磨蚀作用不断增强。而冰坎的擦痕密度则呈现较大的波动。冰坎迎冰面的粗大擦痕密度远比槽谷中的擦痕密度大。羊背石从顶部到侧部 ,擦痕密度由大变小     

山东蒙山冰川遗迹的类型、特征和年代——答王乃昂教授、李吉均院士质疑

鉴于王乃昂教授、李吉均院士等否定了蒙山拦马墙等冰川遗迹的冰川成因,本着学术的辩论是接近科学真相的有效途径,故撰写本文。重点就王乃昂教授在其论文中采用人工采样坑作为地震撞击坑的证据问题、冰川擦痕认知的局限性问题进行了阐述。详细描述了蒙山存在的擦痕、颤痕、新月形裂纹、新月形裂口、新月形凿口、钉头鼠尾擦痕等类型丰富的冰川遗迹,并与四川海螺沟现代冰川槽谷各类擦痕、美国缅因州的颤痕等进行了对比。就争议较大的拦马墙巨石垄的组构特征、形成过程与形成时代进行了研究分析。在此基础上就冰川与洪水、泥石流之间的动力学差异进行了讨论。研究发现,脱离了"冰是固体"这一基本的认知范畴,必然导致泥石流论的泛滥。蒙山类型丰富、形迹清晰的冰川擦痕,为我国第四纪冰川遗迹的研究提供了实物样本。     

论冰川擦痕

李四光先生在创立中国东部第四纪冰川学说时,十分强调冰川擦痕作为鉴定古冰川遗迹的意义。应当指出,这种思想在西方地貌学文献中也很突出。直到五十年代,J.K.查理威尔士(Charlesworth)在他的巨著《第四纪》一书中,一方面指出自然界存在着许多非冰川起源的擦痕,如野牛及其他动物和水草拖曳的石块、山地洪水、风、山崩、部份固结的熔岩之间的相互滑动、构造运动、雪崩、河冰及海中的浮冰等都能形成带有擦痕的石块,但仍然认为冰川擦痕是冰川作用的“典型记录”。这样,问题就在于什     

天山中间隆起带寒武、奥陶纪地层的发现

引言中天山自乌库公路至星星峡一带(天山中间隆起带东段)呈带状出露的一套变质地层的时代归属问题,以往争论较多。有人认为,属前塞武纪;有人据其上覆最老地层主要是石炭系而划为下古生界;也有人将其全部归入石炭系。由于该地层的时代悬而未决,当时对中天山的构造性质也意见分歧。1960午,新疆地质局区测队高振家等在该带东部卡瓦布拉克东南发现了一套未变质     

自动识别多期断层擦痕的一种应力反演算法

由于地质历史上构造应力场的演变，多期断层擦痕数据的存在是应力反演所面临的普遍性问题。以往提出处理多期断层擦痕的应力反演算法都基于硬划分，忽视了数据自身的不确定性，并且一些只是传统的、处理一期断层擦痕的算法的简单延拓。在Fry(1999)的sigma空间里，同期断层擦痕向量具有统一的线性分布趋势，多期断层擦痕向量具有不同的线性分布趋势。在此基础上，本文提出利用模糊线性聚类法来识别多期断层擦痕向量的线性结构。这种算法不仅可以弥补以往算法的上述缺陷，还具有自动、直接、有效，且计算量也较小的优点。     

滇西施甸地区晚泛非运动的地层学和岩石学响应

保山地块的寒武系露头少,研究范围有限。长期以来,地学界对寒武系与奥陶系之间的接触关系存在较大争议,有人认为是整合接触,有人认为是假整合接触,囿于过去的工作精度,目前尚无定论。近年来,在保山施甸地区开展1∶5万区调工作时发现,区内普遍缺失早奥陶世沉积,仅在施甸半坡一带有中奥陶统,在大寨一带,中上奥陶统蒲缥组直接平行不整合在上寒武统保山组之上,结合晚寒武世—早奥陶世业已存在的岩浆活动,认为这是晚泛非运动的远程响应。     

滇西施甸地区晚泛非运动的地层学和岩石学响应

保山地块的寒武系露头少,研究范围有限。长期以来,地学界对寒武系与奥陶系之间的接触关系存在较大争议,有人认为是整合接触,有人认为是假整合接触,囿于过去的工作精度,目前尚无定论。近年来,在保山施甸地区开展1∶5万区调工作时发现,区内普遍缺失早奥陶世沉积,仅在施甸半坡一带有中奥陶统,在大寨一带,中上奥陶统蒲缥组直接平行不整合在上寒武统保山组之上,结合晚寒武世—早奥陶世业已存在的岩浆活动,认为这是晚泛非运动的远程响应。     

鲜水河断裂带炉霍旦都土林构造初步研究

鲜水河断裂带的断层破碎带在四川省炉霍县旦都一带发育成土(石)林构造。其原岩为中-上三叠统如年各岩群(一套含灰岩滑塌块体的火山-构造混杂岩地层单位)变质砂岩夹板岩,在再脆性变形机制下断裂破碎形成。其内发育一组倾角较缓的劈理构造,可能是重力与地震波联合作用的产物。其内的擦痕、阶步构造显示至少存在早期右行,晚期左行两个活动阶段,并且左行走滑常伴有逆冲分量。     

斷層擦痕新知

关于断層擦痕,布雅洛夫在其所著之構造地质和野外地质学一書中寫道:“擦痕经常成楔形,其尖滅方向和对面的断層壁滑动方向相一致。……,順着滑动溝向一个方向用手摸时,可以感到滑动溝是平滑的,向反方向摸則是鋸齒般粗糙的。由此可以断定,断層的另一壁的滑动一定是順着面的平滑的这个方向發生的”。在其他的構造地質学書籍中,以及我國各地质院校、系的構造地质学講义中,均有类似的描述。但是,根据我們在野外所作之断層擦痕的观     

关于“头泉组底部冰碛砾岩”的探讨

王曰伦在1963年提出分布在河北省石家庄一带的头泉组底部砾岩为冰碛砾岩。认为具有下述特点:砾石成分复杂;砾石大小无定,滚圆度不同;砾石被刻蚀成锯齿状,带压坑及擦痕和砾石压入下伏基岩面中。并以该冰碛层为标准,将头泉组与三峡群相对比,进而推之“相当于下寒武统之下及震旦系(里菲系)之上的头泉群(组)只能以     

川南乐平煤系中的菱铁矿

一、前言在川南一带过去曾有人对它作过多次地质调查工作。解放前有熊永先、罗正远等人在该区调查,解放后又有石油局及冶金工业部603队在川南一带进行工作。但对乐平煤系中的菱铁矿均未加以注意。1958年7月下旬,成都地质勘探学院勤工俭学古蔺队,首先在古     

龙门山活动断裂带运动学特征及其构造意义

2008年青藏高原东缘龙门山地区发生的MS8.0级地震,致使龙门山断裂带的后山断裂、中央断裂和前山断裂也发生了构造活动,产生了不同规模的同震地表破裂带,同时在活动断裂面上保留了最新擦痕和正反阶步。根据断裂面阶步及最新擦痕测量分析,后山断裂的耿达—草坡段为逆冲断层,汶川—茂县段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的NW—NWW向;平武—青川段为走滑-逆断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的SWW—W向。中央断裂的映秀—小鱼洞段为逆冲断层,小鱼洞北—北川段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的NW—NWW向;北川县北—南坝段为走滑-逆断层,由擦痕反演的最大主压应力为近水平的SWW—W向。前山断裂的都江堰—蓥华段为逆冲断裂,蓥华—西坪段为逆-走滑断层,由擦痕反演的最大主压应力均为近水平的NW—NWW向。对比分析表明,擦痕反演最大主压应力方向变化过程与地震资料反演最大主压应力方向变化过程相吻合。     

内蒙二连附近之冰磧物

我們通过近三年来区域地质測量工作,在二连东北哈拉图庙至莎达格庙一带,东經112°—112°30′,北緯43°50′—44°之間,200余平方公里內(图1),首次发現了冰磧物。这些冰磧物主要是漂砾、泥砾及擦痕砾石等。在此,把这些冰磧物的特点提出来,供研究者参考。漂砾:主要分布于烏兰茨劳西南,二連盐池北     

三峡库区青石-抱龙段顺层灰岩库岸坡变形破坏机理

三峡库区基岩顺层滑坡大多以砂/泥岩或泥/泥灰岩互层滑坡为主,力学机制以顺层滑移剪切为主。新近发现的青石-抱龙段顺层灰岩库岸,岸坡岩性以灰岩、白云岩为主。在21个顺向斜坡中9个斜坡存在岩层弯曲现象,高程分布在145~175m,且大量层面有擦痕,局部岩层强烈弯曲形成了类似逆断层的现象。这些变形破坏现象受控于重力作用下沿层面的滑移-弯曲力学机制。通过连续-非连续数值分析方法研究表明,在这一带岸坡中约200m的主动平直滑移段下滑力驱动了约30m的被动弯曲隆起段变形,被动弯曲隆起段位移地形变缓、岩层增厚。当前青石-抱龙一带顺层灰岩库岸岩层隆起和松动较小,处于滑移-弯曲变形的早期阶段,主要以累进性变形为主。建议对该段库岸进行专业监测,并开展进一步的调查研究工作。     

新书介绍

王照波著.2021.中国新生代冰川与环境演化.北京:地质出版社.本书以清晰的图片展示了在中国东部发现的冰川成因的平行擦痕、交叉擦痕、钉头鼠尾擦痕、磨光面、颤痕、新月形凿口、新月形断口、新月形裂纹、冰臼、河曲状冰川岩溶槽、鼓丘、巨型流线构造、终碛条带构造、冰碛垄、漂砾、冰筏坠石、冰石河、冰川袭夺、冰蚀夷平面、多成因U谷、冰斗等各类冰川遗迹;涵盖了山谷冰川、兴安冰帽、松辽冰盖、华北冰盖、云贵冰盖、青藏高原大冰盖等请多地貌;根据最新获得的冰碛堆积年龄,结合深海氧同位素气候演化曲线,从渐新世到全新世初步划分出13个冰期,建立了中国新生代冰期划分方案。重点论述了山体冰蚀过程与三角脊链、冰川滑动过程与各类擦痕、冰川堆积过程与垄槽序列、冰期气候过程与东亚冷槽、风成堆积过程与太行山隆起、青藏高原的降升与青藏高原大冰盖、冰期—间冰期对我国大陆架海陆变迁、古人类演化的影响、冰岛阀门效应与北极冰盖的形成等内容。这是一本极具探索趣味又引人思考的书,其中许多地貌现象的解释在地质、地理学术界尚存在相当尖锐的争论。     

论冰川与泥石流堆积体的宏观展布、磨光面、平行擦痕等遗迹的差异性——兼答王乃昂教授“蒙山‘冰川遗迹’辨识中的逻辑谬误分析”

本文在对比分析了冰川堆积与泥石流堆积过程差异的基础上,发现两类堆积体在平面与剖面上都存在明确的专属性差别。冰川冰碛在平面上形成专属性的垄槽序列,剖面上显示为混杂状无层理堆积特征。泥石流形成堆积扇,扇面上呈放射状垄岗堆积,剖面上表现为阵次韵律序列。据此对蒙山拦马墙冰碛垄、瑶池冰碛垄进行了调查研究与分析,认为拦马墙冰碛垄属于冰川凹岸堆积,瑶池冰碛垄属于冰川对称堆积。此外经调查发现,王乃昂等（2020）《逻辑》一文图2d所示“泥石流底泥层”实为一蜂类废弃的泥质巢穴。“平行特征”擦痕为泥石流成因的解释属于《逻辑》一文对于引文的误读。综合研究认为,蒙山冰川遗迹无论从清荣古冰斗的外形特征、平坦指数（F=187）,瑶池、拦马冰碛垄的平面展布特征、砾石垄的堆积特征、兰溪U谷特征及深宽比（024~027）,U谷岩壁上“微小擦痕”构成的磨光面及磨光面上产出的“平行特征”的擦痕等,都显示拦马墙冰碛垄与兰溪U谷为冰川作用的结果。