由包体推导的河北汉诺坝下地壳-上地幔地温线及其地质意义

通过对采自河北汉诺坝玄武岩中的下地壳和上地幔包体的详细研究 ,建立了本区下地壳—上地幔地温线。该地温线高于大洋地温线和古老地盾地温线 ,接近克拉通边缘的地温线 ,符合该区的大地构造环境。由该地温线建立的下地壳—上地幔地质结构剖面表明 ,该区下地壳主要由不同类型的麻粒岩相岩石组成 ,其化学成分以镁铁质为主 ,深度范围为 2 5～ 4 2km。上地幔由超镁铁质的二辉橄榄岩组成 ,在尖晶石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩之间有一过渡层。由地温线确定的壳幔边界位于 4 2km附近 ,与地震资料确定的莫霍面一致 ,但在壳幔边界之上的下地壳底部有下地壳麻粒岩和超镁铁质岩的互层。这一现象可以解释在下地壳底部常见的层状反射层。该区岩石圈底界大约在 95km ,其下的软流层仍由石榴石二辉橄榄岩组成     

黄土地区活动断层的显微构造和显微沉积学探测

以发育在黄土地层的陕西省西安市临潼—长安断裂为对象,采用显微构造和显微沉积学分析的方法,从微观的角度探讨黄土地层中的活动断层。观测了该断裂上的7个露头剖面和一条探槽剖面,采集样品42件。在室内对所采集的样品进行了显微构造、超微构造和能谱测定(扫描电镜)以及显微沉积学分析。研究结果表明,野外宏观观测难以辨认的断层迹象,在断层带样品的切片(大薄片)上肉眼即可清楚辨别。显微构造观测发现,断层在微观上可以表现为错动面、较宽的断层带、断层破碎带、变形条带、泥质条带和愈合的张裂隙等。扫描电镜观测和能谱测定显示,断层破碎带或泥质条带与其外围地层具有不同的超微结构,而且成分有所变化,表明断层活动过程中有流体的参与,并导致某些元素的带出和带入。粒度分析结果发现,断层样品相对于外围样品,粒度>0.03mm的颗粒减少,<0.03mm的颗粒和粘土质增加,表明黄土地层的断层活动仍有碎裂作用发生。分形分析结果表明,黄土地层的碎屑颗粒分形特征呈弧形分布,但断层样品更趋于线性分布。此外,在其中一个剖面的样品中,发现了震击物(seismite)的一些微观标志,如球状体构造、负荷构造和流体通道构造等。所有研究结果表明,显微构造和显微沉积学分析是黄土地层中活动断层研究的有效手段。     

松散沉积物中活动断层的微观探测方法

松散沉积物中的活动断层常常看不到明显的宏观形迹,构成所谓的隐性断层。单靠探槽和天然露头的宏观观测,常常难以得到全面的认识。因此,开拓松散沉积物中活动断层探测的新思路和新方法是当前的迫切任务。本研究试图另辟蹊径从微观的角度解决这个问题。为此,观测了北京顺义—前门—良乡断裂、太原交城断裂、乌鲁木齐王家沟断裂和西山断裂以及西安临潼—长安断裂的24条探槽和天然露头剖面,采集原态样品140件,散状样品122件,切制大薄片275件。对所采集的样品开展了显微构造、显微沉积学以及扫描电镜(SEM)测定。研究结果表明,松散沉积物中的断层在微观上是有迹可循的,它们可以表现为变形条带、变形条带的带、滑动面、较宽的断层带、微破碎带、碎屑颗粒集中的带和铁质有机质集中的带等。断层内外样品在碎屑颗粒的棱角度、粒度大小、粒度分布特征以及表面结构特征等均有所变化。观测结果还发现了可以和震击物(seismites)的宏观构造标志相互对比的微观标志。显然,上述显微构造和显微沉积学特征可以作为松散沉积物中宏观形迹不明(隐形)断层及其是否伴有古地震事件的微观判断标志。总之,研究结果表明,微观探测是研究松散沉积物中活动断层具广阔应用前景的有效手段。     

华北北部下地壳的流变学特征——河北汉诺坝下地壳包体提供的信息

由玄武岩浆快速带到地表的下地壳包体可以提供有关下地壳的直接信息. 通过对华北汉诺坝玄武岩中下地壳麻粒岩相包体的详细研究探讨该地区下地壳的流变学特征. 采用适宜于麻粒岩包体的温压计计算其平衡温度和压力: 平衡温度在750~900℃之间, 平衡压力在0.8~1.2 GPa之间, 对应的来源深度为28~42 km之间. 这些数据补充和完善了原先所建立的下地壳-上地幔地温线. 采用动态重结晶颗粒粒度应力计计算出包体在下地壳条件下发生变形时的差异应力为14~20 MPa. 在综合对比了当前常用的下地壳岩石高温流变律, 认为Wilks等(1990)提出的麻粒岩流变律符合本区下地壳包体的流变特征, 由此计算的下地壳应变速率为10^-13~10^-11 s^-1, 高于该区上地幔的应变速率(10^-17~10^-13 s^-1); 其对应的等效黏滞度为10¹⁷~10¹⁹ Pa·s, 低于上地幔的等效黏滞度. 由所获数据做出的研究区下地壳流变学剖面表明, 差异应力随深度而变化的趋势不明显, 随深度增加应变速率变大而等效黏滞度变小. 研究结果支持软弱下地壳的观点.     

山西大同第四纪火山岩中幔源包体的变形特征及其上地幔流变学意义

山西大同第四纪玄武岩中含有少量小型的幔源包体，主要为尖晶石二辉橄榄岩。包体的变形显微构造反映了上地幔条件下至少有两次变形事件；包体的平衡温度为９００～１０５０℃，平衡压力为１．１～１．７ＧＰａ，对应的来源深度为４０～６０ｋｍ。由包体的变形显微构造推导的上地幔流变学参数表明，该地区上地幔符合大陆拉张带上地幔的特征。在第四纪时期，该地区上地幔仍然继续其底辟上涌过程     

华北第四纪火山作用研究

根据地层与同位素年代确定华北第四纪火山的时代为更新世 (Qp) ,距今 0 4Ma为火山活动高潮期。山西大同火山群东部火山为拉斑玄武岩 ,西部为碱性玄武岩 ;山东火山岩石碱性最强 ,为橄榄玄武岩 ,Sr同位素87Sr- 86Sr为 0 70 347～ 0 70 4 6 1,推测岩浆为地幔部分熔融的原始岩浆。对玄武岩中幔源包体的矿物进行了大量的电子探针分析 ,计算出其平衡温度为 880～ 110 0℃ ,平衡压力为 0 8～ 2 0GPa。由此推导的上地幔地温线低于由第三纪玄武岩中包体推导的地温线。上地幔的差异应力为 13～ 31MPa ,并随温度的升高而降低 ;应变速率为 7 78× 10 - 2 0 ～ 1 2 1× 10 - 14 s- 1,并随温度的升高而增大。研究结果表明 ,第四纪时期仍然存在上地幔底辟上涌 ,但其规模和活动强度均变弱     

浙江省上地幔的热结构及流变学特征

由尖晶石相和石榴石相二辉橄榄岩包体所建立的浙江省上地幔古地温线高于大洋地温线 ,与徐义刚等建立的中国东部地温线以及澳大利亚东南部的地温线较为接近 .由该地温线确定的该区壳幔边界为 34km ,软流圈与岩石圈边界大致在75km .上述结果与该区地球物理资料基本一致 .包体的流变特征研究表明 ,该区的包体至少经历了两期以上的变形事件 .前期可能与上地幔底辟有关 ,后期则可能与上地幔的剪切作用有关     

东亚地区台风侵袭数与北太平洋海温的关系

本文把东亚的西沙、广州、厦门、上海、那坝、鹿儿岛、名古屋七个地区作为中心,以半径为5°的范围内每年台风的侵袭数与北太平洋月平均海温[包括东部热带太平洋(10°s)]进行相关分析。相关系数的海区分布,可分成北太平洋东南到东部海域和西北到西部海域二大区域。以东部赤道太平洋为中心的东南到东部海域的海温,自前年的夏季到上年的冬季,在持续着一个很高的正相关后,接着转为负相关,当年的春季负相关开始加强。此外,一般认为与卮·尼诺海城(秘鲁海上80°—90°w)的海温也存在着相关关系。然而,从西北到西部太平洋海温之间的相关关系,若与东部比就不那么明显了。根据这项研究,使我们明白了如下事实: 除上海以外的其它6个地区的台风侵袭数与两年前夏季开始的海温存在着有意义的相关关系,海温在年预报和季预报方面起着重要的作用。     

广东省雷州半岛上地幔热结构和流变学特征

采用目前认为可靠的几种地质温压计计算了广东省雷州半岛 1件石榴石二辉橄榄岩、1 8件石榴石辉石岩 ,以及 2 0件尖晶石二辉橄榄岩包体样品的平衡温度、压力。在所获数据的基础上建立了该区上地幔的地温线以及层序剖面并计算了其速度结构。壳幔边界大致在2 8%D 30km之间 ,在深度为 50km左右发现有尖晶石相向石榴石相的过渡 ,推测该地区岩石圈的底界在 85km左右。采用显微构造应力计和橄榄岩的高温流变律计算了上地幔差异应力、应变速率和等效粘滞度 ,建立了雷州半岛地区上地幔的流变学剖面。差异应力在 2 5—50MPa之间 ,随深度的变化没有明显的规律。应变速率在 1 0 — 1 8— 1 0 — 1 3s— 1 之间 ,有明显的随深度而增高的趋势 ;等效粘滞度的数值大致在 1 0 2 1 — 1 0 2 5Pa·s之间 ,有明显的随深度而变小的趋势。在 65km的深度 ,应变速率和等效粘滞度已达到软流圈的数值。这是由于在该深度有较高的应力所致 ,可能与软流层的底辟上涌有关。     

显微探测手段在乌鲁木齐市活动断层探测中的应用

目前中国正在广泛开展城市活动断层的探测。但是,这些断层常发育在松散沉积物中,没有明显的宏观形迹。因此,即便开挖了探槽,也往往难以解决这些隐性断层(即宏观形迹不明断层)的延伸情况、是否穿过上覆地层,以及断层的活动性质和方式等关键问题。通过观测乌鲁木齐市的西山和王家沟断裂的13个探槽和天然露头剖面,系统采集样品53件。在室内进行了显微构造、碎屑颗粒棱角度和粒度观测、以及粒度分布分析等。通过显微构造观测所揭示的断层微观表现形式、震击物的微观构造标志以及样品中碎屑颗粒棱角度、粒度大小和分形特征的变化等,解决了宏观探测无法查明的是否存在隐性断层以及有关断层活动方式、断层是否穿过上覆地层等疑难问题。结果表明,微观观测是松散沉积物中宏观形迹不明的活动断层探测的有效手段,它在城市活断层探测工程中具有广阔的应用前景