长白山天池火山近代喷发中气象站组熔岩—碎屑岩流研究

中晚全新世以来,长白山天池火山的活动多为爆炸性喷发和形成火山碎屑流,熔岩流出较少,气象站组熔岩—碎屑岩流则是为数不多的熔岩溢流活动之一,它是天池火山一个寄生火山的喷发产物。气象站组熔岩—碎屑岩流的岩性为碱流岩质,岩浆粘度大,流动缓慢。据研究其喷发时间大约4 ka BP,应属天池火山的近代喷发产物。     

哀牢山-红河剪切带渐新世的构造体制转换与剥露历史:来自哀牢山南段磷灰石裂变径迹的证据

哀牢山-红河剪切带是东南亚重要的构造边界,其记录了青藏高原东南缘新生代以来的陆内变形和地貌演化。本次研究对该剪切带哀牢山南段开展了基于LA-ICPMS法测试的磷灰石裂变径迹低温年代学分析。磷灰石裂变径迹年龄数据和热史反演模拟揭示哀牢山段存在晚始新世-早中新世(40～20Ma)的快速剥露事件,而早中新世(大约20Ma)之后处于稳定的慢速剥露过程。磷灰石裂变径迹年龄-海拔分布曲线特征暗示:快速剥露机制存在差异,早期阶段(40～26Ma)的剥露过程受控于伸展为主的左旋走滑体制影响;晚阶段(26～20Ma)的快速剥露归因于简单剪切为主的左旋走滑剪切体制,上述结果暗示哀牢山-红河构造带在晚渐新世发生了一次重要的构造体制转换,即从走滑伸展变形转换为简单剪切变形。哀牢山杂岩带北段、中段、南段冷却路径对比,表明北-中段可能存在两阶段快速冷却作用,而南段只发生单一快速冷却作用;结合青藏高原东南缘低温热年代学数据,暗示自中-晚中新世,青藏高原中、下地壳物质可能向东南缘扩展,并已到达哀牢山中段,同时诱发哀牢山杂岩带以北广大地区的抬升和快速冷却。     

西秦岭北缘构造带的新生代构造活动——兼论对青藏高原东北缘形成过程的指示意义

西秦岭北缘构造带是青藏高原东北部一条重要的北西西向构造带,它由一组近于平行的断裂组成,中部发育活动的左旋走滑断裂,两侧发育向外扩展的多条逆冲断裂,剖面上呈向北偏心的花状构造。自古近纪中晚期以来西秦岭北缘构造带成为青藏高原早期的北东边界,其新生代构造活动控制了两侧的新生代盆地沉积演化和构造变形。在构造带南侧滩歌盆地自古近纪中晚期堆积了一套厚度较大的砾岩和砂岩地层,但未见新近纪地层;沿西秦岭北缘构造带中部在中新世形成具有剪切拉张性质的武山—漳县盆地,沉积了厚度超过千米的砾岩、砂岩和泥岩序列;在构造带北侧陇西盆地从古近纪中晚期至中新世晚期一直处于前陆盆地发育阶段,沉积了连续的新生代地层序列。在中新世晚期以后,整个构造带遭受挤压变形,逆冲活动强烈,中部的武山—漳县盆地和北侧的陇西盆地相继消亡,新生代地层发生强烈构造变形,位于构造带南侧的滩歌盆地也同时发生轻微缩短变形。第四纪晚期以来西秦岭北缘构造带断裂活动主要表现为左旋走滑运动方式,而逆冲断裂活动则迁移到了北东方向的海原断裂和香山—天景山断裂(又称中卫—同心断裂)等构造带之上,实现了大区域范围内的应变分配。     

南北地震带中段地貌发育差异性及其与西秦岭构造带关系初探

南北地震带中段地区发育一系列与西秦岭构造带走向近似平行的断裂系统,历史上沿上述断裂系统曾发生过多次强震甚至大地震,预示着断裂系统的最新活动特征,同时也表征了南北地震带中段地区断裂活动的差异性.文章选取南北地震带中段西秦岭构造带交接区长江水系嘉陵江一级支流白龙江和西汉水,黄河水系一级支流洮河以及渭河等上游流域为研究对象,以宏观地貌发育、水系平面展布和河流纵剖面陡峭程度等特征为基础数据,初步分析了南北地震带中段地貌发育总体特征及其与西秦岭构造带的关系.研究发现,地貌特征指示南北地震带中段明显存在构造活动性差异特征:南侧白龙江流域表现为地形起伏大、坡度陡、河流陡峭指数高等特征,主要受控于迭部-白龙江断裂带的持续活动;北侧西秦岭北缘断裂带发育部位,武山以西断裂迹象明显,渭河流域上游与洮河岷县-临洮南段等地区的地貌参数也指示了该段断裂较强的活动性.渭河及嘉陵江上游西汉水地区水系分布不对称特征指示了晚新生代以来西秦岭造山带与渭河地堑系活动的共同控制.白龙江水系主要支流所表现出的平行展布的线性水系特征表明迭部-白龙江断裂带等一系列平行断裂带对水系发育的控制作用.结合以往研究成果、历史强震和大震以及微震分布资料,我们进一步分析发现,南北地震带中段存在一条地震密集带,该带沿岷山-龙门山构造带向北,至舟曲-迭部附近跨过白龙江,向北沿礼县、宕昌及岷县至天水-甘谷-武山一带再向北经通渭、西吉等地区与六盘山构造带相接.这一认识支持南北向构造特征晚于东西向构造体系,并且很大程度上是深部地幔动力学和岩石圈圈层关系调整变动的产物的认识,同时也揭示了南北地震带与西秦岭构造带复杂的叠加复合构造关系.     

鄂尔多斯活动地块西缘强震间库仑应力作用

本文在梳理相关历史地震和活动构造研究的基础上,详细厘定了鄂尔多斯活动地块西缘1219-1920年10个M≥61/2的历史强震的震源参数,建立了相应的黏弹性位错模型,计算分析了强震的同震和震后库仑应力变化与迁移,及其对后续强震断层面上应力作用特征.结果 表明,公元1495-1920年间的7个强震存在明显的应力触发关系:随着前序强震的发生与作用,直至后序强震发生前,其断层面整体的累积库仑应力变化都出现了由缓慢变化到快速升高现象,其增长速率相差几倍到几十倍不等.与该现象相反,公元1495年前的强震间累积库仑应力变化以负值为主,没有显示出明显的触发关系.进一步的模拟研究还显示,这些早期的强震对1495及其后强震的发震断层所受到的库仑应力作用的极性和大小影响都不明显.整体上看,1495年前后强震间的库仑应力作用特点与同时期该地区地震应变能释放的相对缓慢和相对快速的两个阶段存在一致性,这种一致性指示出强震引起的库仑应力变化与迁移对鄂尔多斯活动地块西缘边界带可能存在的强震丛集发挥了重要作用.本研究所展示的强震间库仑应力变化的演化特点为进一步揭示强震间触发机制及其演化趋势提供了依据.     

MDD法和裂变径迹法相结合模拟样品的低温热历史——以柴达木盆地北缘赛什腾山中新生代构造演化为例

MDD法和裂变径迹法是2种最常用的低温热年代学方法.通过对它们的测试结果的模拟,揭示出样品经历的热历史,可以有效地延伸这2种方法的研究范围.但是由于模拟的多解性,使得如何制约模拟过程,获得合理的模拟结果显得尤为重要.通过柴达木盆地北缘的模拟过程,展示了模拟中可能存在的问题及提高模拟结果的方法.同时揭示了柴达木盆地北缘中...     

祁连山洪水坝河流域地貌特征及其构造指示意义

晚新生代以来,伴随祁连山强烈隆起而塑造的水系流域地貌,其典型特征指示了该区域的最新构造活动.以发源于祁连山中部的洪水坝河为研究对象,利用GIS空间分析工具,提取了整体流域与5个亚流域的河网分支比、地势起伏、平均高程等地貌参数,并对整个流域地形做坡谱分析,获得了洪水坝河水系流域地貌特征.研究表明,洪水坝河流域整体地形起伏大、坡度陡、水系发育程度低,并且流域内部从南向北,河网分支比和地势起伏显著增大.在分析地层岩性和冰川作用等相关因素的基础上,认为这种变化表明流域所受构造活动的影响从南向北显著增强:南部受构造活动的影响微弱,地势平坦,可能是残存的古侵蚀面,亦或是受山间盆地的沉积作用影响;中部区域由于被昌马断裂东段切穿,断裂带附近区域较弱的抗侵蚀能力与河流的快速下切共同造成了地势起伏的增加;北部区域受佛洞庙-红崖子断裂西段逆冲活动的影响,坡度及地势起伏大幅增加,表现为地势起伏骤增和强烈的河流下切等地貌特征.上述地貌分析研究,为认识和理解祁连山造山带地貌演化以及控制因素提供了基础数据和思路.     

风化矿物斜钾铁矾(40)~Ar/(39)~Ar定年与Ar封闭温度

新疆吐哈地区有色金属矿山上部氧化带中,发现了一种新的含K硫酸盐矿物-斜钾铁矾(KFe(SO4)2),含K量较高.若能应用40Ar/39Ar法测定该矿物年龄,可以研究该地区干旱化的时间、过程,从而探讨青藏高原隆升或两极冰盖的形成演化对于该地区气候的影响.但是,吐哈地区温度可达60℃,长时间的高温是否会引起矿物中的Ar的丢失?矿物颗粒细小是否会引起矿物中的Ar的丢失?这对于矿物年龄的解释具有重要意义.本文根据扩散理论,应用阶段加热的方法进行Ar的扩散特性研究,在此基础上,应用简单的内生长-扩散模型模拟了可能的高地表温度和矿物颗粒大小对样品年龄的影响.实验结果表明斜钾铁矾中Ar的扩散频率因子logD0/a2=13.71/s,活化能Ea=71.30kcal/mol,封闭温度Tc为294℃(假设冷却速率为10℃/Ma),活化能和封闭温度较高.而且,模拟结果表明斜钾铁矾形成后,在外界环境下温度和矿物颗粒大小对年龄几乎没有影响.在误差范围内重复性测试结果基本一致,进一步证明斜钾铁矾适用于40Ar/39Ar定年.     

贺兰山晚新生代隆升的剥露特征及其隆升模式

位于中国南北构造带北端, 鄂尔多斯地块西北缘的贺兰山是华北克拉通内部的板内构造变形带. 新生代表现为受正断层控制的伸展构造变形, 形成隆起的贺兰山和断陷的银川盆地. 磷灰石裂变径迹热年代学分析揭示了贺兰山始于晚新生代(约10~12 Ma)的快速隆升剥露作用; 这种快速剥露作用与贺兰山东麓断层具有很好的相关性, 靠近断层剥露作用加强, 远离断层剥露作用减弱, 贺兰山东部剥露作用强, 西部弱, 指示了贺兰山东麓断层下盘贺兰山快速上升遭受剥露并向西掀斜的隆升模式. 同时, 贺兰山东部靠近东麓断层的晚新生代快速剥露作用具有北部强、向南逐渐减弱的空间分布特征; 结合贺兰山样品磷灰石裂变径迹长度与年龄相关图显示出独特的“U”型“boomerang”模式, 指示了贺兰山起始于约10~12 Ma的与贺兰山东麓断层伸展作用有关的向西向南快速掀斜隆升样式. 贺兰山这种与平行于山脉的正断层有关的掀斜隆升作用, 主要是银川-吉兰泰-河套断陷系与渭河-山西断陷系沿鄂尔多斯地块周缘北西-南东向的伸展拉张作用的结果; 鄂尔多斯地块西北角强烈的晚新生代拉张作用是贺兰山向西向南快速掀斜隆升的主要原因.     

宇宙成因核素~(21)Ne测年原理和应用

宇宙成因核素测年方法在地表暴露测年和沉积物埋藏测年方面均具有重要应用价值,还可用于定量计算地表侵蚀、地形抬升和河流下切等反映气候及构造运动影响的地表过程速率,对研究地球各圈层之间的相互作用关系具有重要意义,是第四纪年代学领域中一种重要的测年方法。与放射性宇宙成因核素10Be、26Al相比,稳定核素21Ne在地表暴露定年方面具有测年范围宽、测年材料选择范围广、测试所需样品量少、前处理过程简单等优点。通过与放射性核素的结合使用,稳定核素21Ne还可用于沉积物的埋藏测年,并具有比10Be-26Al埋藏测年法更高的测年上限和测年精度。稳定核素21Ne测年方法的应用在国内尚处于起步阶段,但可以预见,这一方法将以其独特的优势在第四纪地质学、地貌演化及活动构造等诸多研究领域得到广泛的应用。