浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对变形影响的物理模拟研究—对乌什和库车褶皱冲断带的启示

在褶皱冲断带的构造变形中,滑脱层是影响变形的主要控制因素之一。塔里木盆地北缘的乌什和库车褶皱冲断带的构造变形主要受到深浅两套滑脱层的控制,且浅部滑脱层沿走向存在厚度和性质差异。本文采用物理模拟研究方法,结合乌什和库车褶皱冲断带的地质背景,设计了4组实验模型,研究双滑脱层模型中浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对褶皱冲断带变形的影响。实验中用微玻璃珠模拟页岩、泥岩等脆性滑脱层,用硅胶模拟盐岩、膏盐岩等韧性滑脱层。实验模型共铺设两套滑脱层,其中基底滑脱层为均匀分布的脆性滑脱层,而浅部滑脱层沿走向存在厚度和性质差异。实验结果表明:在双滑脱层模型中,浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对褶皱冲断带的构造变形及楔体坡度值具有重要的控制作用。具体表现为:①当浅部滑脱层沿走向存在厚度差异时,浅部滑脱层较薄一侧的变形制约较厚一侧的变形传递,导致模型整体变形前锋的传递距离较近,且模型两侧的变形前锋的扩展范围基本一致。较薄一侧的断层发育数量明显比较厚一侧的数量多、间距小,且楔体坡度值自较薄一侧向较厚一侧逐渐减小。②当浅部滑脱层沿走向存在性质差异时,浅部脆性滑脱层一侧表现为上下一体的变形,而韧性滑脱层一侧表现为上下分层变形。在两侧浅部滑脱层厚度一致的情况下,韧性滑脱层一侧的传播速度总体快于脆性滑脱层一侧,但两者的最终传递距离趋于一致,楔体坡度值从脆性滑脱层一侧向韧性滑脱层一侧逐渐减小;当浅部脆性滑脱层的厚度减小时,随着缩短量的持续增加,模型两侧变形前锋的传递距离仍然具有趋于一致特点,且模型的楔体坡度值整体偏大,但脆性滑脱层一侧的楔体坡度值始终大于韧性滑脱层一侧。此外,模拟结果验证了在乌什和库车褶皱冲断带中,浅部滑脱层沿走向的性质差异是造成构造样式差异的主要控制因素,但并不一定是造成该冲断带变形前锋发生大规模偏转的根本原因。     

塔里木盆地巴楚隆起断裂系统主要形成时代的新认识

巴楚隆起是塔里木盆地的一个次级构造单元,内部断裂走向以北北西向为主,北侧与之相邻的柯坪冲断带走向近东西向,属于南天山构造体系。两个断裂系统在平面上呈近于正交的关系。巴楚隆起大面积缺失中-新生界,其内部断裂体系起始活动时间的确定较为困难。本文通过对于巴楚和柯坪地区新生代地层序列特征对比研究及其接触关系分析,指出中新世巴楚隆起南北向断裂体系开始形成,向北一直延伸到柯坪构造带之中。同时对两个构造单元的南北向断裂的对应性进行了研究,指出柯坪东西向断裂系统的主要活动期是上新世(N₂)以后,现今柯坪构造带南北向和东西向断裂体系是不同时期构造的叠加。以此给出了巴楚和柯坪断裂体系形成的构造地质模型。     

青藏高原东北部隆升：来自宁夏同心小洪沟剖面的证据

青藏高原边界地区的研究,尤其是砾石研究,对探讨青藏高原的隆升过程及隆升机制具有重要意义。本文选取青藏高原东北部香山山前小洪沟剖面,对出露的新生界各层位的砾石进行统计。统计结果显示,该剖面寺口子组上段、红柳沟组下段、红柳沟组上段、第四系以及现今河床出露的砾石成分主要为砂岩和石英砂岩,这与香山地区岩性相符合;砾石主要呈次圆状和次棱角状;长短轴比主要为1至2之间,为近圆状;砾石主要集中在中砾和小砾类别;分选好至中等好。砾石粒径分布显示出向细粒成分偏的特征,主要呈尖峰正态分布。这些特征表明各层位砾石相似的搬运过程,为中距离山前河流冲积砾石。沉积分析表明该砾石与气候振荡无必然联系,为构造隆升的产物。砾石沉积年龄由邻区磁性地层定年结果来限定。砾石特征结合邻区沉积分析表明香山地区在寺口子组沉积时（始新世）沉积之前已具有相当大的高程;至清水营组沉积时（渐新世）,该山体被剥蚀剥蚀夷平;到红柳沟组沉积时（中新世早、中期）,香山经历了再次的隆升;至干河沟组沉积时（中新世晚期到上新世）,构造趋于稳定;到更新世时,再次出现隆升事件。始新世香山山体可能与晚白垩世至新生代早期的构造事件有关,中新世的隆升时间可以作为印－藏碰撞效应到达香山地区的时限,显示青藏高原东北边界新生代的变形隆升时间较前人研究结果早,且存在多期隆升。     

塔里木盆地二叠纪玄武岩的地球化学特征及其与峨眉山大火成岩省的对比

中国西部地区发育了塔里木大火成岩省和峨眉山大火成岩省,分别形成于280Ma左右和258~260Ma。对比两个大火成岩省的玄武岩的地球化学特征,发现塔里木玄武岩的岩石地球化学特征与峨眉山玄武岩相似,Fe ₂O₃＝15.29%~17.97%,大于10%,比MORB富铁,指示其深源以及地幔柱源特征,为典型的溢流玄武岩。稀土元素比值显示其落在由石榴石二辉橄榄岩组成的原始地幔熔融线上,表明该玄武岩是在厚的岩石圈下由异常热的地幔经低部分熔融形成的。微量元素特征比值分析,揭示了塔里木玄武质岩浆在上升过程中受到了一定程度的地壳混染。塔里木大火成岩省和峨眉山大火成岩省一样,可能起源同一个来自于核幔边界的超级地幔柱,它们很可能是塔里木板块和扬子板块在二叠纪北向漂移过程中先后穿越同一个超级地幔柱的结果。     

中国东南部晚中生代构造伸展作用——来自海南岛基性岩墙群的证据

论文在系统地分析了海南岛文市、叉河、三亚地区的三处基性岩墙群的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和元素地球化学特征的基础上,探讨了岩墙群的来源和其反映的地球动力学背景。文市岩墙群形成于约101Ma,叉河和三亚岩墙群形成于约93Ma;主量元素化学特征显示它们属碱性系列,微量元素化学特征为富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Sr、K、Rb、Ba、Th),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti);Sr-Nd同位素组分显示其源区具有EMⅡ特征。这两期岩墙群的存在,显示了海南岛地区在早白垩世晚期和晚白垩世早期存在两次构造伸展事件。海南岛90Ma左右的岩墙群与广东、福建同时代的岩墙群构成中国东南沿海90Ma广泛发育的、呈近北北东向展布的岩墙群带,它们具有相同成因机制,指示中国东南部在90Ma左右时经历了强烈区域性拉张作用;这些岩墙群虽来源于不同的地幔源区,但均与俯冲流体交代作用有关。     

辽河盆地葵花岛构造裂隙发育的有限元模拟

利用精细地震剖面解释方法和平衡剖面正演技术建立葵花岛构造有限元模拟的地质模型,在此基础上利用构造裂隙发育的有限元法模拟技术提出了葵花岛构造在模拟应力场情况下,裂隙发育最有利的地区是葵花岛构造西侧边界断层下盘的东营组三段,并指出了葵花岛构造西部断裂西侧东营组三段的断鼻构造和葵花岛构造的深层--沙河街组一段的圈闭构造是葵花岛构造进一步勘探的方向。这项研究对指导辽河油田的油气勘探具有重要意义。     

西昆仑中新世晚期-上新世早期隆升活动的沉积记录：来自塔西南棋北3井沉积物重矿物的证据

中新世晚期—上新世早期是塔里木盆地西南缘盆山作用机制发生重大转折的时期,奠定了现今的盆山构造格局.本文通过对棋北3井中新统—上新统沉积物岩性和重矿物组合的分析,建立了重矿物特征在地层剖面垂直方向上的变化规律.根据棋北3井重矿物含量及其组合随剖面向上变化的特征,自下而上可划分为稳定重矿物段、较不稳定重矿物段和不稳定重矿物...     

塔里木盆地西南坳陷周缘的滑脱构造

西南坳陷主要发育两套滑脱层序,一套是中寒武统和田河组膏盐岩,另一套是古近系底部阿尔塔什组和齐姆根组的夹灰岩、白云岩的膏泥岩;前者厚度500 m左右,后者厚度在100 ～700 m左右.和田河组膏盐岩主要影响中生代及中新世末的构造变形,古近系底部的膏泥岩主要影响上新世末及第四纪的构造变形,构造变形样式均以顺层滑脱构造为主...     

塔里木二叠纪玄武岩的铂族元素特征及其对岩浆演化和硫化物成矿作用的启示

二叠纪大陆溢流玄武岩在新疆塔里木盆地中部及西部地区广泛出露,其覆盖面积达25万km2,它们与大规模辉绿岩墙、层状基性-超基性侵入杂岩体、超基性隐爆角砾岩筒、超基性岩脉和石英正长岩体以及双峰式岩墙等共同构成了约274～290Ma的塔里木大火成岩省。与俄罗斯的西伯利亚大火成岩省及我国西南部的峨眉山大火成岩省相似,在塔里木大火成岩省内已发现有不少铜镍铂族元素岩浆型矿床,这些矿床主要分布在塔里木盆地周缘的东天山、北山等地区,但是在塔里木盆地的内部尚未有具经济价值     

高等学校《地球科学导论》课程教学改革与探索

在新技术、新方法不断涌现和学科融合发展的背景下,地球科学类课程教学在如何适应未来地球系统科学发展和人才培养需要方面,正面临前所未有的挑战和机遇。论文以浙江大学《地球科学导论》课程为例,对教学内容拓展、课程思政融入和课程教学现代化面临的挑战和应对策略做了介绍,并对未来学科发展和课程教学改革方向进行了思考和展望。分析指出,课程教学改革要以立德树人、铸魂育人为根本,夯实地球科学基础,拥抱新技术新方法,并面向地球系统科学的未来。