地堑成因的实验研究

二十世纪初,对地堑的研究才由描述性阶段而发展到对其成因的探讨。1930年,德国地质学家克鲁斯(H.Cloos)最先用实验方法使湿粘土受侧向拉伸,而再现了地堑构造,从此对地堑的力学成因,展开了讨论。H.克鲁斯认为,这种构造是与地堑相垂直的地壳球面张力所造成的,它可能是区域性的,也可能是由于地堑所横过的部分地块的拱起而成。     

青藏高原与南北向地堑相关的火成岩:对地堑成因的制约

南北向地堑(或称裂谷、正断层系)是青藏高原最显著的地貌特征之一,在高原南部可见有六条代表性的近南北向的地堑,其从两向东依次是亚热裂谷、塔口拉-隆格尔裂谷、当若雍错-许如错裂谷(古错-文部裂谷)、定结-申扎裂谷、亚东-羊八井裂谷和错那裂谷等,已有的研究显示,这些南北向地堑的形成从18 Ma(最早可能23 Ma?)延续到现代.     

地堑形成机制

大陆地堑的构造运动和地貌特点,一般言之,在这里是根据一些特殊属性的研究与其它构造现象相对照而叙述的。所有地堑都是由两条收敛的顺着倾斜方向滑动的断层所组成的,这些将一些下滑的楔状岩块分割开来。这些被分割的地壳单位常常向着地堑方向向上弯曲。这种构造格架作为一个整体形成了一种穹窿状的上穹运动,同时地堑一般沿着其脊线将这种穹窿裂开。在许多场合下,这种楔形岩块都被许多层状倾斜滑动断层     

山西地堑系地裂缝发育特征及其成因分析

从系统论和耦合论的角度,充分利用前人研究数据,分析研究了山西地堑系地裂缝的分布、规模、时间、强度和活动特征以及发育规律及动力来源和形成原因。研究发现:山西地堑系地裂缝以小型地裂缝为主,集中出现于1981-2005年,主要分布于盆地边缘山前冲洪积平原盆山过渡带和盆地内次级地貌单位过渡带以及第四系厚度突变区、地下水降落漏斗的边缘区;山西地堑系整体以张性地裂缝为主,活动强度中等,运动方式以垂直运动为主,同时伴随水平拉张运动和右旋扭动,总体上垂直运动大于横向水平拉张大于水平扭转;青藏高原隆起导致鄂尔多斯盆地整体右旋挤压运动是山西地堑系地裂缝的根本动力来源,深部断裂构造和深部沉积基底宏观上控制了地裂缝的发育地区和发育规模,盆地周缘活动断裂控制了地裂缝的空间分布,新构造活动和地震加剧了地裂缝的活动;盆地边缘地层的富水性、大孔隙性,盆地内部第四纪松散层的可压缩性,为地裂缝的产生提供了物质基础,盆地内部不同块体的泊松比、密度、重力差异也是地裂缝产生的一个重要动力原因,第四纪冲洪积土和风积黄土的管涌和潜蚀易发性一定程度了加剧了地裂缝拓展。     

一个小型地堑

四月下旬,笔者同本系教员王麟祥赫祥安穆克敏等率领二年级学生八人,赴津浦路線张夏崮山一带,作野外地质实习。此次实习目的有三:(一)认识寒武纪上中下各部岩层的岩性及其所含的标准化石,(二)观察寒武纪岩层与下部老岩层(泰山杂岩)和上部新岩层(奥陶纪灰岩)接触情形,(三)练习填绘地质图的方法和技术。因     

地堑系断陷盆边缘海的成因与地壳伸展运动

我国东部分布有汾渭地堑系,华北、渤海、黄海等断陷盆,东海老第三纪边缘海（即早第三纪褶皱带）和冲绳边缘海等,三者都是中国板块东部的组成部份且都形成于新生代,其基本特征是那些?成因有何不同?而三者都位于同一板块内部,如何从板块运动方式和地壳动力学原理进行统一的、互有联系的进行认识是非常重要的。一、基本特征（见表1） 几点说明: 1.斜整合接触关系是半地堑、半地堑一半地垒形成过程中特有的构造接触关系,并具有其特征。 2.应力场资料来自震源机制群,东海及冲绳边缘海的震源机制群资料与太平洋板块俯冲带的活动有关。 3.汾渭地堑系形成于新生代,其中渭河地堑始于早第三纪,汾河地堑系始于晚第三     

西藏冈底斯当惹雍错-许如错南北向地堑的特征及成因

当惹雍错-许如错南北向地堑位于青藏高原冈底斯中部, 由一组南北向高角度正断层与夹其中间的当穹错、当惹雍错、许如错等3个湖泊盆地构成.地堑发育于中新世晚期, 一直活动到全新世.沿着地堑边缘分布中新世碱性火山岩.白榴石响岩的K-Ar年龄为12.6Ma, 其岩石化学特征显示出陆内伸展构造环境.地堑内部发育晚更新世至全新世的湖相沉积物.当惹雍错-许如错地堑是在青藏高原板内构造隆升过程中, 层流加厚的下地壳热垫作用导致上地壳发生伸展作用, 随着青藏高原地壳物质的东流, 南北向伸展作用转向东西向伸展作用, 形成近南北走向的地堑.      

地堑形成的力学机制

地堑是受地壳断裂体系控制的狭长断陷带,其空间分布常常按一定的规律排列组合而成为地堑系或地堑带。近年来地球物理与地质相结合的研究表明,地球不仅沿垂向分成若干壳层,而且这些壳层沿横向还划分为若干块体,它们的成分、力学性质和厚度等都不尽然一样。因此,地球无论从整体或局部来看,都不能认为它是均一的。     

北京地堑的综合研究

通过多种物探和钻探手段揭示了,隐伏于北京平原早第三纪以来形成的北京地堑构造,属典型大陆地堑性质。     

渭河地堑断裂构造研究

渭河盆地位于秦岭和渭河北山之间。秦岭与渭河平原接触线是一条长350公里、断距近万米,依次北降的阶梯状断裂带。高差近千米的渭河北山与渭河平原接触线是一条长300余公里,断距大于千米,依次南降的断裂带。因此,渭河盆地是一个地堑构造(图1)。     

苑城地堑的阻水性研究

苑城地堑作为百泉岩溶水系统和黑龙洞泉岩溶水系统的地下分水岭存在争议,主要原因是由于苑城地堑的阻水性论证缺少数据支持。本次研究主要通过地面瞬变电磁勘探、磁法勘探、地质钻探、水位与水质分析等多种方法进行综合论证。地面瞬变电磁勘探结果显示,苑城地堑北侧电阻率高,南侧电阻率,南北两侧水力联系弱;通过磁法勘探发现,苑城地堑北部岩浆岩发育异常,南侧未见岩浆岩发育;地质钻探验证了岩浆沿北部断层侵入弱结构面地层中;对地堑两侧的奥灰水位及水质分析结果显示,地堑两侧的水位及水质有差异,进一步说明了地堑两侧水力联系不明显。综合分析认为,苑城地堑具有良好的阻水性能,阻水性能主要源于北部断层的阻水性及岩浆岩的侵入作用。     

华北地块中部活动构造特征及汾渭地堑成因探讨

研究区位处华北克拉通中部,受太平洋构造域和特提斯构造域的影响,新生代开始裂解,先后形成了渤海湾盆地和汾渭地堑。第四纪以来,华北地块中部活动日趋活跃,不同走向的断裂和盆地也表现出不同的活动性。NW向和近EW向断裂主要表现为左旋走滑性质,而NE向断裂则主要表现为正断性质。NNE向断裂虽也表现出正断性质,但右旋走滑性质正逐渐占主导地位。汾渭地堑中,NE向盆地与NNE向的盆地也因此表现出一定的活动差异。盆地形成初期,两种走向的盆地沉降速率差别不大,但第四纪以来,NE向盆地的沉降速率已大大超过NNE盆地。对于第四纪以来这种构造运动的表现,同时结合GPS观测数据及青藏高原的大规模隆升与华北地块中部山地相对隆升和盆地沉降事件在时间上的高度一致性,推测华北地块中部中新世以来的构造活动主要受印度与欧亚板块碰撞的挤出作用影响,在NWW和NE向剪切应力的作用下,华北地块中部自南北两端受NWWSEE向拉张的合力作用下开始裂解。随着青藏高原隆升速度的加快,两种剪切应力也随之增强,其合力的影响范围逐渐向中心向东不断扩展,形成了一系列的NNE和NEE向盆地。同时,NE向剪切应力增幅明显强于NWW向剪切,导致其合力由NW向拉张逐渐转变为NNW向拉张,引起不同走向断层活动性的差异与不同走向盆地沉降速率的相应改变。     

青藏高原拉萨地块新生代超钾质岩与南北向地堑成因关系

青藏高原拉萨地块广泛分布有新生代超钾质岩,岩石地球化学和Sr-Nd-Pb同位素特征表明这些超钾质岩来源于与古俯冲环境有着密切联系的含金云母的富集地幔源区,它们主要喷发于25~10 Ma。同时在拉萨地块分布有多条南北向地堑(裂谷),且它们的切割深度可能到达下地壳的深部甚至岩石圈地幔,它们主要形成于23~8 Ma。拉萨地块大多数超钾质岩沿着新生代的南北向地堑(裂谷)分布,并且它们在形成时代和空间分布上存在着明显的耦合性,结合沿着印度-雅鲁藏布江缝合带分布的中新世埃达克质岩,笔者认为这些超钾质岩很可能与中新世早期北向俯冲的印度岩石圈沿着印度-雅鲁藏布江缝合带附近发生断离,以及由此而引起拉萨地块东西向伸展构造活动产生的南北向地堑(裂谷)系统有关。     

青藏高原南北向地堑系的实验研究

青藏高原南北向正断层及与其伴生的地堑是当前的热门话题。对其成因的认识分歧颇大,它们与高原隆升的关系则还处于推论阶段。本文用模拟实验的方法检验了其中的主要观点,结果表明:南北向正断层及与其伴生的地堑是南北向挤压的结果,是在挤压中期横张裂隙的基础上发展起来的。因此,它不代表高原已抬升到了最大高度后的塌陷,而是伴随高原隆升过程中的产物。     

北海盆地维京地堑渐新统砂岩侵入体形态特征及成因

砂岩侵入体是由处于浅埋藏阶段、尚未固结的砂质沉积物发生液化并侵入到上覆盖层所形成的一类软沉积物变形,在北海盆地维京地堑渐新统地层中非常发育。为探讨砂岩侵入体的形态特征及诱发机制,通过高分辨率三维地震及测井资料,利用地震反射结构分析、地震相干切片等手段对砂岩侵入现象进行了识别;并结合多边形断层系统、流体充注与砂岩侵入之间的关联性,对砂岩侵入体的成因机制进行了分析。结果表明:在地震剖面上可识别的砂岩侵入体多呈V型或W型强振幅反射特征,其横向展布规模约1~2 km,垂向侵入高度约100~200 m;流体的大规模充注及多边形断层诱发盖层破裂是形成砂体内部超压并诱发其发生液化的关键因素。砂岩侵入体在形成之后可以作为流体运移通道,对强化流体的垂向运移具有重要意义;并且砂岩侵入体本身即可作为油气的有利储集体。因此识别并分析砂岩侵入体的成因机理,对盖层封闭性评价及油气勘探具有重要指导意义。     

渭河地堑盆地新构造运动及其基本特征

渭河地堑盆地新构造运动表现繁多,运动类型齐全。本文侧重从多层地形、切割地形、沉积厚度、岩相变化、地形变、活动断裂、地裂缝、黄土节理与切沟等方面,结合建造与改造,讨论该区的垂直升降运动和断裂运动两大类型,并从中总结归纳了区内的构造应力场、运动的阶段性、间歇性、继承性与新生性、运动幅度与速度、运动时期、块体运动、以及区域地壳稳定性和活动性等基本特征,提出了不少新认识,从而加深了该区的研究深度和广度。     

对于“渭河地堑”的质疑

渭河从甘肃省的东部流入陕西,横贯陕西中部注入黄河。在它的下游从宝鸡到潼关一段,成一个北75-80°东的方向,长约300公里,东端宽达100公里,西端到宝鸡逐渐闭合的广大冲积平原。所谓秦川800里,是一个农产物丰盛之区。平原的南面是高耸的秦岭,李希霍芬、维理士和黄汲清等都说秦岭和平原之间有落差很大的正断     

贝加尔裂谷和汾渭地堑成因与印度—欧亚碰撞的远程效应

位于欧亚板块东部的贝加尔裂谷和汾渭地堑是两个著名的裂谷系,它们具有相似的外形和地貌特征,也具有相似的地质构造演化历史。其成因机制长期以来一直存在争议,诸多研究说明它们的形成和印度与欧亚大陆碰撞密切相关,但印度与欧亚碰撞的远程效应是如何传递到这些区域的?本文通过大陆漂移过程中的陆缘区域的地幔上涌所形成的伸展构造演化和陆缘裂解,结合欧亚大陆新生代构造演化,研究印度-欧亚碰撞的远程效应所导致的微陆块裂解漂移及伸展构造发展演化规律。结果说明这两个裂谷的成因与欧亚东缘新生代大规模微陆块裂解漂移密切相关。新生代伴随着青藏高原的隆升,欧亚大陆东缘发生了大规模地幔上涌和陆块裂解,日本、堪察加等陆块发生了裂解漂移,它们的裂解漂移在欧亚东缘形成了差异左旋走滑环境,从而分别在西伯利亚克拉通和鄂尔多斯克拉通东南侧形成了两个裂谷系和地震带,这两个地震带和2023年2月土耳其大地震具有类似的成因机制,它们都是走滑断裂所形成的地震带。用新大陆漂移模型可以合理解释其成因机制。     

伊通地堑边界断裂的性质与演化

与走滑有关的盆地一般比较复杂,其形成和演化主要取决于边界断裂的性质和活动演化历史。本文主要运用构造解析方法,综合地质、三维地震、遥感、重力和钻井资料,对伊通地堑边界断裂的性质和演化进行了详细的研究。结果表明,伊通地堑两边界断裂的性质和对盆地形成和演化的作用存在显著的差异,西北缘边界断裂是一走滑性质的断裂,始新世和渐新世分别表现为右旋张扭和右旋压扭作用,并对盆地的形成和演化起控制作用;东南缘边界断裂不同断段落性质存在差异,在盆地的形成和演化过程中起协调沉降的作用。新近纪都经受了WNW-ESE方向的挤压作用。     

伊通地堑断层系统与构造样式

与走滑相关的盆地构造一般比较复杂,主要表现为断层系统较复杂和构造样式类型丰富。通过对三维地震资料进行系统的构造解析,结合区域地质和钻井资料的分析表明,伊通地堑的断层系统在平面上主要由近东西向的张性正断层和北东走向的张剪性断层组成,反映盆地具右旋走滑的应力体制;断层在演化序列上分为4个类型,与盆地的形成和演化之间存在良好的对应关系。地堑构造样式以"基底卷入型"为主,从盆地的动力学机制的角度,它属于"走滑—拉分型",进一步可将它概括为5种类型的构造样式,而且每一个断陷都以一种构造样式占主体,其展布具有明显的规律性。构造样式的差异是造成不同断陷具有独特油气分布规律的主导因素。