地球表面的主要断裂带

地球上满布着大大小小、各式各样的断裂,其中一部分,断到了地壳深处乃至地肉(Mantle)中,这类断裂通常被称为深断裂或主要断裂。关于这类断裂的研究,早在本世纪初,W.H.霍布斯就已推想到某些地形特征可能与地壳裂缝有关。R.A.松德尔着重研究了线形构造(Lineament),强调了北东-南西向和北西-南东向线形构造的重要性,并认为沿它们进行的平移剪切运动(Rhegmagertese)是地壳的主导运动之一。深断裂这一术语是A.B.裴伟首先提出来的,在1956午,他又发表了两篇有关深断裂的总结性论文。 F.A.维宁.迈勒慈研究了星球性剪切网络及它与极位移、壳下对流的关系。     

中国大陆岩石圈壳幔韧性剪切带系统

众多地震测深剖面的地质构造解析显示,大陆岩石圈存在既有显著差异又有密切联系的两套断裂系统,即以地壳表层脆性剪切带为主的浅层断裂系统和以切割莫霍界面的壳幔韧性剪切带为主的深部断裂系统。根据地震测深速度结构特征,结合深部构造岩石地球化学的综合研究,将切割莫霍界面或壳幔过渡带的壳幔韧性剪切带划分为三类(俯冲带、缝合带和剪切带)五型(大陆岩石圈边缘海沟俯冲带、大陆岩石圈碰撞缝合带、挤压型壳幔韧性剪切带、伸展型壳幔韧性剪切带和走滑型壳幔韧性剪切带)。建立起中国大陆岩石圈构造变形由地壳表层向深部扩展以及由壳幔过渡带向地壳中上部扩展的岩石圈双向扩展模式。壳幔韧性剪切带既是无机成因天然气等深部流体的通道,又是地震活动区的发震构造之一,因此研究大陆岩石圈壳幔韧性剪切带具有重要学术价值和实际意义。     

对于深断裂研究的一些看法

大地规模的断裂体系很早以前就引起了构造地质学家们的注意。本世纪初W.H.霍布斯(Hobbs)指出地壳具有块断性质。继而,1938年R.A.臧德尔(Sonder),1948年H.克鲁斯(Cloos)和B.B.布罗克(Brock)等阐明了地壳具有区域性构造断裂体系。特别是R.A.臧德尔发现许多地震震中局限在某些区域性断裂中。H.施蒂勒(Stille)详细地论述了欧     

中国大陆东部新构造期北西向断裂带的初步探讨

前人对中国大陆东部新构造期 (N—Q)活动的北东向断裂 (带 )已有很多研究。笔者根据地震构造、新构造和火山活动等资料并结合Pn波速结构研究结果 ,分析了该区新构造期的北西向活动断裂 ,初步得出 :北西向断裂具有成带性 ,可分 7条北西向断裂带 ;它们有鲜明的新生性 ;均为地壳构造带 ;与北东向断裂带呈共轭关系 ,是在先存构造基础上于新构造应力场作用下正在发育的一套地壳共轭剪切破裂系统。     

直接解释地表地质构造的重力异常剖面的近似方法

前言关于求解引起重力异常的地质体形状的问题,在一般情况下还没有直接的解法.对这种问题.为了求得严格的解必须求助于尝试法(迭代法).对于二度地质体,博特(1960)、福尔尼埃和克鲁皮卡(1973)等人曾较详细地讨论过这一问题.对某些理想化的物体,斯基尔斯(1963)还提出了估计最大深度的方法.对于异常地质体的一般形状和密度差作     

长江中下游南京（宁）-芜湖（芜）段深部壳幔电性结构——宽频大地电磁测深研究

为了较全面、客观地认识南京(宁)-芜胡(芜)地区岩石圈深部结构,探讨岩石圈热结构和壳、幔物质状态等重要科学问题,为矿集区成矿作用和成矿规律的研究提供依据,我们完成了6条宽频大地电磁测深剖面。通过分析各剖面电性成像结果,讨论了研究区地壳-上地幔导电性的"拟三维"结构,发现测区普遍存在连续的下地壳-上地幔低阻层,仅在巢湖冲褶体断开。结合区域热流结果,我们认为下地壳-上地幔有较好的导电性,可能存在局部"熔融体"或"含水剪切断裂",其物质状态很可能是热的、软弱的。此外,我们通过物质状态和电性界面推断了上地幔隆起的位置和长江深断裂带的分布范围,认为长江断裂带不但存在,而且由多条北深南浅的断裂组成,较为复杂。     

干热岩控热构造系统厘定与类型划分

为了研究干热岩成因机理,综合分析了干热岩形成背景、控热构造系统及尺度.地球中的干热岩具有特殊的形成构造背景,控热构造对干热岩热能的传输与聚敛具有很重要的作用,导致岩石圈不同热结构和热异常.控热构造可划分为生热、导热、储热和释热构造.生热构造包括地幔软流圈底辟,具有大量高放射性元素的岩浆房,活动性的深大断裂等;中、下地壳脆韧性转换带,活动的韧性剪切带是导热构造;中、下地壳的低阻高导体,韧性剪切流变层既是导热层,也是储热构造;火山、地震、浅表层次的活动断裂等为释热构造;控热构造的类型受到构造尺度和构造背景的限定.由于地壳中控热构造分布状态及发育特征差异较大,从而导致干热岩等地热能资源在地壳中的埋深、规模、热量以及分布状态等也有较大差异.      

宇航影象在研究深部构造中的作用

现代地质学发展的重要趋势,是加深对地壳深层、上地幔和整个岩石圈演变的认识;以及研究地质作用的全球性规律,即探索地表构造的总格局,对地质作用进行全球性对比,并进一步和月球以及其他行星加以比较.在上述研究领域中,遥感技术将发挥一定的作用.遥感技术是六十年代以来出现的一门边缘学科,目前国内外已被广泛应用于地质领域中.本文着重讨论利用宇航影象分析研究地壳深部构造方面的作用.我们所指的深部构造,对地表来说是一个相对的概念:它可包括深达软流层的岩石圈断裂、切穿地壳达到莫氏面的     

流休包裹体在断裂构造研究中的应用

在断裂变形中,由于构造应力场的作用,断裂构造岩将产生压实、扩容、剪切和重结晶等作用,释放出部分的结晶水、晶间水和裂隙水,形成构造热流体,同时也有来自系统外部的地壳表层或深部岩浆活动的热流体。      

东天山黄山-镜儿泉地区二叠纪地质-成矿-热事件:幔源岩浆内侵及其地壳效应

东天山黄山-镜儿泉地区位于康古尔弧后盆地闭合带东段,该盆地于石炭纪末因弧-陆碰撞而闭合.二叠纪时本区进入碰撞后伸展阶段,并形成了时代相近的、如下一组地质特征:1)20多个镁铁-超镁铁岩体(其中有一部分产有工业铜镍矿床);2)低压高温变质作用和混合岩化;3)形成深度较浅(8～12 km)的韧性剪切带;4)原地改造型片麻状花岗岩;5)块状过铝花岗岩;6)与过铝花岗岩有关的锂铍伟晶岩矿床.此外,黄山-镜儿泉位于一个被推测为巨大镁铁质岩体的区域布伽重力和航磁高值区的边部.该处在人工地震剖面上表现为一个波速为6.99 km/s的高速层,其厚约22 km.这些特征表明,该区在二叠纪时期是一个热穹窿,其面积约5000～8000 km18,而该热穹窿乃由地壳内部的一个幔源岩浆内侵体所引起.正是这个内侵体在黄山谎儿泉地区造成了地壳岩石的低压高温变质作用、混合岩化和部分熔融.在内侵体热量和流体的影响下,韧性剪切得以在壳内较浅层次发生.与内侵有关的变质-超变质作用所释放出的流体和熔体强烈改造韧性剪切和细粒化的地壳岩石,即形成了片麻状花岗岩.部分熔融所产生的过铝花岗岩形成了以锂、铍等稀有金属为特色的伟晶岩矿床.本区存在同时代的钙碱性-高钾钙碱性花岗岩,表明底侵与内侵曾在这里相伴发生.众多的锾铁-超镁铁岩是底侵和内侵岩浆在地壳浅部的显示.侵入岩的年龄数据似乎表明,本区直接来自幔源岩浆的镁铁-超镁铁岩就位最早,与底侵有关的钙碱性-高钾钙碱性花岗岩次之,而作为内侵产物的过铝花岗岩最晚.过铝花岗岩与镁铁-超镁铁岩之间的时差可能代表了从幔源岩浆结晶到由内侵产生的岩浆结晶之间的时差.康古尔断裂是一条超岩石圈断裂,在碰撞后伸展阶段为幔源岩浆提供了良好的上升通道,因此内侵很容易在此地此时发生.与底侵一样,内侵是壳幔相互作用和地壳垂向增生的重要方式,也是花岗岩浆生成的重要机制.区域重力和航磁异常、人工地震中部地壳高速层、时代相近的地表锾铁-超镁铁岩、低压高温变质岩、混合岩、浅层次韧性剪切带、原地改造成因片麻状花岗岩、异地过铝花岗岩和有关的稀有金属矿床,过铝花岗岩中的幔源岩石包体或幔源流体可以用作为内侵体的识辨标志.     

贺兰山北段古元古代结晶基底变形特征及其区域构造意义

贺兰山北段结晶基底中保留有不同程度的韧性变形剪切带.通过详细的野外考察和室内显微构造研究,明确贺兰山北段的古元古代基底经历了4期韧性剪切变形:(1)早期顺层剪切带表现出中下部地壳层次的变形样式,运动学特征一致反映了近南北向的伸展;(2)麻粒岩相变质的糜棱片麻岩剪切带为南北向挤压的产物,导致经历高温高压变质的孔兹岩系从下地壳向中部地壳抬升;(3)高级糜棱岩(低角闪岩相-高绿片岩相)剪切带涉及的2次伸展运动(北西-南东向伸展和北东-南西向伸展)使得基底进一步向中部地壳抬升,可能发生在形成孔兹岩系的同一造山运动的晚期伸展垮塌过程中;(4)北东-近东西向左行逆冲绿片岩相糜棱岩剪切带则将结晶基底抬升到中上部地壳层次,其运动学特征与高级糜棱岩剪切带明显不同,可能是另一造山运动的产物.贺兰山北段与大青山-乌拉山地区有相似的韧性剪切带和构造变形,表明华北克拉通西部北缘存在一致的近东西走向的古元古代碰撞造山运动以及随后另一造山运动的改造.     

韧性剪切带研究现状及发展趋势

韧性剪切带(ducitile shear zone)又称韧性断层,它是一种呈带状展布的发育在地壳一定深度下的高应变带,是地表脆性断层向地壳深部延伸部分,与地表脆性断裂组成断裂的双层结构模式。      

出露于美国西南部的一条中地壳拉伸性剪切带

在新墨西哥北部山区(地形起伏超过2km)出露一条低角度的韧性剪切带,它将上覆的中地壳岩石和下伏的下地壳岩石分开。在该带上已填制了15000km~2的地质图。该带是古生代变质作用过程中发展起来的,似乎代表了一条中地壳的拉伸性断裂。这一拉伸系统的上部构造片体保留了变形和变质作用的历史,其中有部分事件发生在拉伸之前,这段历史以在高绿片岩相一低角闪岩相P-T条件下的北西向倾斜的逆掩作用     

韧性剪切构造成岩成矿作用及对金矿化的控制--以内蒙古武川县后石花金矿为例

本文以内蒙古中部后石花金矿为例,简述了"韧性剪切构造成岩成矿作用"的新观点.研究表明,韧性剪切成岩过程包括细粒化作用、热流体作用、酸碱交代作用;韧性剪切带这种深层次断裂构造形成过程中,其推覆演化是逐渐减压过程,降压效应和剪切带本身的膨胀渗透作用,引起了剪切带内部积累的能量梯度(压力、温度、物质),导致弥漫于大面积围岩中和下地壳的液体进入韧性剪切带中."节流阀"作用形成韧性剪切成岩成矿热液系统.韧性剪切构造对金矿的控制核心是成岩成矿为统一的热动力系统,早期以成岩为主,中晚期以蚀变和矿化为主.     

河南省桐柏县老湾金矿带断裂特征及控矿模式

老湾金矿带受控于区域性龟(山)-梅(山)断裂在桐柏的出露部分——老湾脆-韧性剪切带。老湾脆-韧性剪切带为一右形走滑剪切断裂系统,它包括矿带南北两侧的边界断裂——老湾和松扒断裂及它们之间的次级剪切裂隙。老湾和松扒断裂为右形走滑性质的导岩、控岩断裂,它控制了区内岩浆热液产生和热液成矿体系的形成;次级剪切断裂位于两边界断裂之间的一系列次级脆性断裂,它们因几何形态、构造特征、滑移方式等方面的不同而具有分段性。其中上上河-彭家老庄段属区域右行走滑体系中R型张扭性断裂,老湾-盛老庄段主要为P型压扭性,其次为Y型张扭和T型张裂隙,二者同为Riedel剪切裂隙系统,组成一个由P和R连结的辫状右行走滑剪切带,它控制着老湾金矿带所有的矿脉带和矿(化)体。因而老湾金矿带断裂构造控矿模式为:一级边界断裂控岩,次级右行走滑剪切断裂带控矿.     

铜陵矿集区构造-流体-成矿系统演化格架

铜陵矿集区的成矿作用与印支—燕山期特定构造背景控制下的岩浆活动密切相关 ,地壳浅部成矿岩浆运移侵位过程和主成矿期构造变形机制是建立区域构造流体成矿系统演化格架的两个关键问题。通过对区域重磁异常、遥感影像的线性解译结果和区域变形变质作用的分析 ,确定了在区域中部存在一浅层隐伏岩体 ,从而进一步查清了浅部成矿岩浆运移侵位过程 ;引入复杂性科学的思维 ,对基础地质资料进行了重新分析 ,提出铜陵矿集区在印支—燕山期经历了“先剪后压”的递进变形这一新认识。在此基础上 ,结合区域构造演化背景 ,总结了铜陵构造流体成矿系统演化格架 ,即 :(1 )印支期初始 ,在华北、华夏板块的挤压下 ,下扬子地块内部发育了系列岩石圈断裂与地壳断裂 ,使其裂解为很多与铜陵矿集区类似的次级地质单元 ;同时断裂的深切割作用引发了下地壳—上地幔的岩浆活动 ,岩浆沿深断裂上侵 ,分别在 2 0km和 1 0km左右形成深部和中部的岩浆房 ;(2 )印支中期开始 ,相对独立的铜陵矿集区在周围地质单元的夹持和围限下 ,经历了挤压 -剪切的递进变形 ,形成了 3套主要构造形迹 (包括北东向“S”型褶皱、北东向顺层滑脱断层和北西向左型走滑断裂 ) ,其组成了盖层的导流控矿网络 ;同时由于剪切作用导致的区域中部拉伸减薄 ,中部岩     

断块构造与地震的网络现象

地球表面最基本的构造现象之一是X型破裂系统。X型破裂系统是一个极其广泛的研究领域。在一切有关材料呈现机械破坏的领域内,都与X型破裂机制有关。就地质体而言,从晶体内的X型交叉位错,岩层或岩体内的X型节理,到区域性的X断裂和切穿地壳以至切穿岩石圈的X型深大断裂,虽然空间尺度有多级变化,但它们的力学本质是一致的。共轭的剪应力分布、共轭的剪切裂隙、共轭的剪切错动、菱形断块的嵌合与再活动等,都与X型剪切破裂系统的基本特征有关。     

中国边缘海域及其邻区的岩石层结构与构造分析

利用中国边缘海域近年的地震层析成像结果,根据速度异常和各向异性分析东海、黄海和南海北部的岩石层结构和构造,讨论中朝块体和扬子块体在黄海内部的拼合边界(黄海东部断裂带)、东海陆架盆地上地幔异常与岩石层形成演化、南海北部地壳底部高速层的成因及地幔活动等问题。分析表明,黄海东部与朝鲜半岛之间存在一个深部构造界限(大致对应于黄海东部断裂带),分界两侧Pn波速度各向异性存在明显差异,反映不同构造应力和断裂剪切运动作用下的岩石层地幔变形特征。东海陆架下方的低速异常揭示了张裂盆地形成时期的地幔活动痕迹,表明中、新生代期间发生过地幔上涌并造成岩石层减薄,菲律宾海板块向西俯冲引发的地幔活动对东海陆架岩石层的形成、演化产生明显的影响。南海北部岩石层厚度较大并且温度相对偏低,地幔异常仅限于局部地区,估计南海北部大陆边缘的地壳底部高速层形成于张裂发生之前,或者是地壳形成时期壳幔分异时的产物。南海中央海盆的扩张不仅导致地壳拉张,软流层物质上涌,而且也造成岩石层地幔减薄甚至缺失。     

塔北哈拉哈塘地区剪切断裂系统构造特征及其对油气分布的控制

塔北哈拉哈塘地区发育多组北东、北西向主干断裂组成的剪切断裂系统, 本文在剪切断裂地球物理识别的基础上, 分析了研究区内剪切断裂系统构造特征及其对油气分布的控制.研究区内剪切断裂发育9种典型构造样式.平面上, 整体为共轭剪切断裂, 分支断裂延伸较短, 与主干断裂呈小角度相交; 单条剪切断裂带具有一定的分段性, 不同部位具有不同的构造样式和平面组合.纵向上, 哈拉哈塘地区剪切断裂系统具有分层变形的特征, 可以划分为下、中、上3个构造层.下构造层为寒武系-奥陶系, 为纯剪作用下形成的共轭剪切断裂系统; 中构造层为志留系-二叠系, 为受下构造层控制的张剪作用下形成的断裂; 上构造层为三叠系及其以上地层, 为受中下构造层控制的张剪作用下形成的雁列式分布的正断层.这种分层变形特征主要受控于区域古构造应力场的变化.哈拉哈塘地区剪切断裂系统的构造特征决定了该区油气分布具有"多层系含油、沿断裂富集"的特征.     

中蒙边界中生代推覆-伸展递进转换及地壳尺度的切向剪切

中蒙边界一带发育中生代大型推覆和伸展构造.亚干伸展变质核杂岩从开始形成到最终(早白垩世)成型是一个长期递进发育过程,早期深层次透入性韧性伸展剪切主要发生于170～135Ma,有迹象显示在228～170Ma已经开始.这与中生代推覆事件在时代上重合,且运动指向相同,即上盘均向南东,显示推覆与伸展同时、同向的递进转换.提出地壳尺度切向剪切构造模式:在上地壳近水平简单剪切和水平挤压叠加构成一般剪切而形成推覆;而在中下地壳近水平简单剪切和上下挤压(重力作用)叠加构成一般剪切而发育同向伸展拆离剪切带(C‘),随着上地壳的增厚和下地壳的减薄,该伸展剪切带向上扩展形成变质核杂岩.