柴达木盆地西部新生代构造演化及其对青藏高原北部生长过程的制约

柴达木盆地是青藏高原北部的一个中新生代山间陆相含油气盆地,盆地内新生代地层的构造变形记录了青藏高原北部生长、地壳缩短及其形成过程的重要信息.本文运用高精度卫星影像资料、地球物理资料剖面和磁性地层年代学数据等多种学科资料的综合研究,重点对柴达木盆地西部逆冲-褶皱构造带的形成机制和演化过程进行了详细的解析.研究结果表明:(1)由北向南依次发育分布的红三旱、尖顶山-黑梁子、南翼山和油砂山褶皱构造带均由不对称的直立褶皱或同斜褶皱构成,并且显示出背斜相对紧闭、向斜宽缓的”侏罗山式”褶皱特征,表明其下部滑脱构造带的存在;(2)红三旱、尖顶山-黑梁子逆冲-褶皱构造SW翼缓NE翼陡的不对称褶皱形态显示出是由南向北的逆冲作用形成的;两翼相对较对称的南翼山褶皱形态是由NE-SW向双向逆冲作用形成的;SW翼陡(或地层倒转)NE翼缓的油砂山褶皱带是由NE-SW向双向逆冲挤出作用形成的反映出由北向南的逆冲作用的存在;(3)红三旱、尖顶山-黑梁子和南翼山褶皱构造带的初始生长地层依次为始新统下干柴沟组、上新统狮子沟组和更新统七个泉组,高精度磁性地层限定其沉积时代依次为～39.5Ma、～8.2Ma和～2.5Ma,这不仅代表了这些褶皱的初始形成时代,而且代表了其逆冲断裂的形成时代;油砂山褶皱构造带中七个泉组初始生长地层以及上地表发育的一系列现代水系发生了弯曲,表明该逆冲-褶皱构造带从～2.5Ma形成以来一直持续到现在迄今仍在生长;红山旱地区近SN向的直立褶皱以及柴西地区似穹窿状的叠加褶皱,反映出阿尔金断裂带走滑过程中伴随的近EW向挤压的结果;(4)综合柴西地区逆冲-褶皱带构造地貌、生长地层、地球物理剖面、磁性地层年代学等证据,表明柴西存在的一系列逆冲-褶皱带是由南向北的滑脱构造产生,具有后退式生长演化特征,表明印度/欧亚板块碰撞以来,～40Ma其远程效应已到达柴达木盆地北部,并形成红山旱逆冲-褶皱构造带,随后的持续挤压,高原北部呈现出局部向南后退生长特征,依次形成尖顶山、南翼山和油砂山逆冲-褶皱带,其中～2.5Ma以来强烈的近南北向挤压作用产生的南翼山和油砂山逆冲-褶皱带构成了现今的”英雄岭”;～ 8Ma以来的阿尔金断裂带的强烈走滑活动波及到了柴达木盆地.     

汶川地震主滑移带（PSZ）：映秀—北川断裂带内的斜切逆冲断裂

2008年5月12日在青藏高原东缘龙门山地区发生了毁灭性的汶川地震(Ms 8.0),并沿映秀—北川断裂和灌县—安县断裂分别产生约270 km和80 km长、并具不同运动性质的地表破裂带。大地震后的断裂带科学钻探是研究地震机制的有效方法,为更好地了解汶川地震过程中的断裂机制、岩石的物理、化学变化和特征,2008年11月4日(汶川地震后的178 d)快速实施了汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD),该项目在这两条断裂带的上盘布置深浅不一的五口群钻(500～3000 m深)。笔者以汶川科钻一号孔(WFSD-1)岩心为主要研究对象,通过对岩心的岩石学研究和构造分析,识别出映秀—北川断裂带中的不同断裂岩分布和组合,以及确定了汶川地震主滑移带位置,为进一步研究汶川地震断裂机制提供了基础。     

四川龙门山安县-灌县断裂带的特征——以汶川地震断裂带科学钻探3号孔(WFSD-3)岩心为例

汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)是由科技部、国土资源部和中国地震局联合组织实施的汶川地震断裂带科学钻探研究项目,计划在同震地表破裂带(龙门山映秀-北川断裂和安县-灌县断裂)的上盘布置5口科学群钻:WFSD-1、WFSD-2、WFSD-3、WFSD-3P和WFSD-4,其中WFSD-3和WFSD-3P位于龙门山前山断裂安县-灌县断裂的上盘。以WFSD-3钻孔岩心为研究对象,进行详细的岩石学、构造学、野外编录等研究。WFSD-3钻孔岩心中的断裂岩主要由断层角砾岩、碎裂岩和断层泥组成,未见假玄武玻璃。钻孔中存在26条规模不等的断裂带,断裂密度显示FZ634、FZ1215和FZ1250为主要断裂带,而FZ1250可能为2008年汶川地震的主滑移带。安县-灌县断裂在地表和WFSD-3P、WFSD-3钻孔岩心中的断层倾角分别约为60°、46°和38°,显示安县-灌县断裂倾角从地表至深部逐渐变缓,为一铲式逆冲断层。     

榆木山地区玉门砾岩磁性地层及其对青藏高原东北部变形隆升意义

青藏高原新生代变形隆升过程是青藏高原新生代构造演化研究的热点问题,地处于高原东北部祁连山东北缘的榆木山是研究高原变形隆升时空过程的关键研究区之一。榆木山地区发育了一套粗砾相磨拉石——玉门砾岩,磁性地层研究表明其底部地质年代约为3.58Ma。经古水流、磁化率、野外考察等推断玉门砾岩可能主要为构造隆升的产物,同时在榆木山地区还发育3个与玉门砾岩有关的不整合面,其跨越年龄分别约为:5.23～3.58Ma、2.88～2.58Ma和<1.77～0.8Ma。综合分析认为该地区变形隆升不晚于3.58Ma,之后至少经历两期构造变形隆升,该结果比北东向分步生长变形隆升模式推测的变形隆升时间明显早约1Ma,应该是对高原东北部青藏-昆黄运动的响应结果。     

平衡剖面方法恢复柴达木盆地新生代地层缩短及其意义

柴达木盆地为一中-新生代盆地,位于青藏高原北缘,盆内中-新生代地层发育,很好地记录了印度板块与欧亚板块自距今55Ma以来碰撞传播到高原北缘的地质事件。本文以最新的高精度磁性地层和年代地层为约束,通过盆地内部一条北东——南西向地震大剖面,用平衡剖面方法恢复新生代以来盆地因两大板块碰撞而引起的北东——南西向地壳缩短量,揭示盆地的性质和变形历史。结果表明:柴达木盆地在印度板块与欧亚板块碰撞的早期就开始变形,呈现弱的挤压状态,至始新世中——晚期变形明显增强,然后略为减弱,从中新世中-晚期尤其更新世以来地壳缩短速率快速增加,反映此时挤压变形最强烈,高原北部快速隆升。     

羌塘及南缘地区的地壳结构

通过对INDEPTH III宽频地震资料的处理,采用最新发展的接收函数深度偏移叠加方法,获取羌塘盆地南部及与拉萨地块北侧的剖面。偏移图像勾画了羌塘地区的两盆夹一隆的基底,以及羌塘下地壳内存在的北倾构造序列。冈底斯的基底与羌塘地区有一定的延续性,而拉萨地块的上地壳则完全不同。同时通过与人工深反射地震剖面,发现主要大型的断裂构造在接收函数剖面上均可进行追踪对比,对于羌中隆起和和羌塘南北凹陷的深部成因有启示作用。同时发现班公-怒江缝合带Moho面错断并不明显,而在拉萨地块下方呈现的双Moho在色林错下方进行了合并。在南羌塘Moho面转换波强度不大,而北羌塘又重新恢复正常,推测这是拉萨地块向北的推挤造成羌塘下地壳部分地区重新分异的结果。双Moho的成因有待进一步分析,应该与拉萨地块下方大规模低速物质活动和MHT拆离断层的延伸有关。     

断裂带中方解石脉显微结构、地球化学和年代学研究:藏南亚东裂谷带古地震记录

断裂带中的方解石脉作为流体的直接记录,保存了丰富的断层活动信息。亚东裂谷是藏南地区南北向裂谷系中一条具有区域规模的大型裂谷,自北向南分别为热隆、涅如堆以及帕里次级裂谷。本文在涅如堆地堑南、北部和帕里地堑北部裂谷断层选取三个采样点,对沿断层发育的方解石脉进行研究,揭示了脉体与地震活动的关系、流体来源以及古地震发生时间。显微结构观察显示,方解石脉主要具有块状和拉长块状结构,分别代表了同震快速沉淀以及震后的同构造期沉淀。涅如堆地堑北部方解石脉具有Eu元素正异常以及高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的热液特征,异常轻的碳氧同位素值显示出地幔流体和大气水贡献。涅如堆地堑南部和帕里地堑北部方解石脉具有Ce和Eu负异常以及Y正异常的低温特征,与区域内灰岩相近的δ¹³C和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值反映了围岩来源,偏负的δ¹⁸O表明同样存在大气水贡献。方解石的地球化学特征反映了裂谷断层切割深度大,在断层活动期间能够沟通不同深度域的流体。断层亚东裂谷涅如堆段方解石脉铀系测年结果为距今679±129ka,帕里段北部结果为距今544±26ka、444±15ka和408±13ka,由于以上样品均具有同震或同构造期的内部结构特征,因此测年结果代表了地震活动时间。结合涅如堆段发育的断层三角面高差,计算出裂谷断层中更新世以来的E-W向伸展速率为0.17~0.24mm/yr,小于晚更新世以来0.8±0.3mm/yr的伸展速率,以及GPS观测的伸展速率6mm/yr。即中更新世以来,亚东裂谷涅如堆段断层活动速率逐渐增大。该地区断裂带中广泛发育的方解石脉能够为基岩区的断层活动和古地震研究提供宝贵的资料。     

美国军用卫星导航用户装备发展现状及趋势

以美国军用卫星导航用户装备为主,对美国的GPS第一代、第二代、第三代典型用户装备现状进行分析,在此基础上总结了GPS用户装备的发展特点,并提出了GPS用户装备的发展趋势,为我国卫星导航终端设备的研制提供了一定的参考价值.     

柴西红沟子地区晚新生代岩石磁学特征及对青藏高原北缘隆升的响应

柴达木盆地为青藏高原东北缘的一个内陆沉积盆地,发育了巨厚的中-新生代沉积地层,这些地层记录了盆地及周缘山地的构造、环境演变历史。本文通过对柴达木盆地西北部红沟子地区晚新生代天然剖面沉积物岩石磁学的研究,表明在约9.8 Ma磁化率值突然增大,同时沉积物中磁铁矿的含量也明显增加。结合剖面沉积物岩相、岩性及沉积速率等分析,依据沉积物磁学性质与环境变化和构造运动之间的关系,我们认为该地区晚新生代物源变化,可能是造成岩石磁学特征在大约9.8 Ma变化的主要原因,同时可能还暗示了青藏高原东北缘一次强烈的构造隆升事件,阿尔金山作为柴达木盆地的物源之一,也响应了此次构造运动,隆升到了一定高度使剥蚀速度增加,这一过程被柴西地区的红沟子构造所记录。     

龙木错地区泽错岩体演化历史及构造意义:来自地球化学和年代学的约束

沿大型断裂带出露的深成岩体记录并保存了形成时的大地构造活动及后期演化和变形的重要信息。为了更好地理解羌塘西部花岗岩的成因机制和演化历史,本文选取了龙木错断裂南部的泽错岩体进行地球化学、SHRIMP锆石U-Pb年代学及云母和钾长石~(40)Ar/~(39)热年代学分析。全岩地球化学判别图显示花岗岩样品为高钾钙碱性系列至钙碱性系列和过铝质。矿物组合表明无角闪石且含白云母。以上特征均显示出明显的S型花岗岩趋势。锆石U-Pb年龄为123±1. 7Ma至107±1. 4Ma,表明岩浆侵位的时代为早白垩世,此时班公-怒江洋仍在向北俯冲。云母和钾长石~(40)Ar/~(39)年龄及前人低温热年代学数据显示,侵位后岩体至少有四个阶段的冷却,包括120～90Ma、90～38Ma、38～26Ma和26～0Ma。第一阶段在侵位后10Myr内快速冷却至低于～320℃,而随后以相对较慢的速率冷却至～220℃。从90Ma到38Ma期间经历了较长时期极为缓慢的冷却,该阶段构造活动趋于静止,表明羌塘地体-拉萨地体碰撞应发生在90Ma之前。中新世受控于龙木错断裂左旋走滑的影响,最后一期的构造变形以东西向伸展为主,深成岩逐渐剥露至地表。龙木错断裂可能作为中新世以来高原物质向东运移西部边界的一条新的应力释放途径。