论秦岭造山带及其立交桥式构造的流变学与动力学

当前受国内外地学界广泛关注的秦岭印支造山带，其前身是地球自转速度缓慢变化过程中派生的纬向剪切力和重力共同作用下，于惯性力最大的上地壳所产生的受东西向走滑正断层控制的盆\|山系,而不是洋壳俯冲形成的沟\|弧\|盆系；其造山机制是南秦岭断陷盆地上地壳底部刚硬的结晶基底，对北秦岭断隆山软弱的中地壳塑性层俯冲所造成的壳内冲叠造山带，而不是整个岩石圈对软流层俯冲导生的板块碰撞造山带；其动力是212 Ma前发生于加拿大安大略省直径100 km撞击坑的陨击事件，促使地球自转速度急剧变慢所派生的由南向北的强烈挤压作用，而不是地幔对流带动板块漂移碰撞；其超高压变质带是壳内俯冲动力作用所致，而不是陆壳俯冲到100 km以深温压环境的产物；其立交桥式构造，是异常地幔响应了地壳上部新产生的不同方向的中\|新生代断陷盆地引起的重力失衡作用的结果，而不是地幔柱主动隆升造成与原来东西向造山带的非耦合关系.     

秦岭洛南-栾川构造带的变形分解与年代学制约

洛南－栾川构造带位于华北板块与秦岭造山带之间,它包括洛栾断裂带和断裂北侧的强变形带．断裂带内发育有韧性剪切带、叠瓦状脆性断层和双重构造等,是在同一构造背景下同一剪切带内不同层次的构造变形叠加．线理构造主要有矿物生长线理、拉长线理、皱纹线理、鞘褶皱等,指示了板块由SW—NE的运动学特征和汇聚过程．断裂带北侧的强构造带内规模不等的褶皱和逆断层有相同的展布方位和运动学极性,与洛栾断裂带小角度斜交;不同性质的构造组成有规律的构造图案,是板块斜向汇聚的的产物．古板块汇聚因子是：在西段汇聚方向为22°,汇聚方向与板块边界的夹角为73°;在东段汇聚方向为31°,汇聚方向与板块边界的夹角为82°．洛栾构造带强烈活动时期主要是372Ma,是秦岭造山带形成的早期,扬子板块与华北板块汇聚的大背景下,位于华北板块南部边缘的二郎坪弧后洋盆向华北大陆之下左旋斜向俯冲的结果．     

秦岭地区丹风群蛇绿岩古地磁研究及其大地构造意义

本文对秦岭造山带内丹风群蛇绿岩进行了较为详尽的古地磁研究,通过对剩磁分量成因形成时代及变质变形作用对特征分量的影响的讨论,初步确定了丹风群古地磁极位置和古纬度值,并对丹风群的形成演化作了初步探讨     

西秦岭东段构造演化及成矿作用的讨论

在对西秦岭重点地区地质建造、结构构造等研究基础上，结合前人工作成果，对西秦岭造山带地质结构、构造演化及成矿作用等提出了新的认识，包括：1，首次对前人在西秦岭北带厘定的晚泥盆世磨拉石地层－大草滩群（D3dc）进行分解，认为它是晚泥盆世滨浅海相砂岩、粉砂岩及碳酸盐岩在不同地段分别逆冲到二叠系、侏罗系及白垩系之上所形成的岩片叠置体系。并根据构造解析的原则，结合区域地层结构，将西秦岭北带构造－地层体划分为三个单元，即上古生界－中生界表构造层次准原地系统、古生界浅构造层次推覆岩片及元古界中深构造层次推覆岩片，它们相互叠置而成的西秦岭北带的岩片堆垛体系；2，对西秦岭西成矿田的研究表明，西成矿田的容矿地层不仅包括泥盆系，而且还包括元古宇，其中最大的矿床－厂坝－李家沟超大型铅锌矿床产于元古宇而不是泥盆系，西成矿田是后生热液矿床而不是海底喷流沉积矿床，它的形成完全受元古宇构造岩片由西向东的逆冲－推覆及其所造成一第列构造效应所控制;3,西秦岭南带勉略构造带为一构造走滑体系，产于勉略带的蛇绿岩与产于勉略宁地块内部的蛇绿岩是同一时期、同一构造背景的产物，为中新元古代板块构造演化的记录，在南秦岭，不存在可靠的晚古生代蛇绿岩。     

大别山东段双变质带特征和古构造演化

本文采用变质作用和叠加变质作用分析方法在大别山东段建立了高压低温变质带和与之对应的高温低压变质带。高压低温变质带和高温低压变质带具有典型的古地热梯度、标型矿物及其组合;后者还广泛发育混合岩化和花岗岩化,在大别山中部地区构成一条典型的热轴。双变质带是北淮阳深蚀的地缝合带重要组成部分,是划分古板块边界重要依据之一。它的发现进一步明确了该区古构造环境和演化     

桐柏地区火神庙矽卡岩型铁矿床的成矿时代、矿床成因及其与古生代构造-岩浆活动的关系

秦岭造山带是中国最重要的金-钼-银铅锌多金属成矿带之一,成矿带内的多金属矿床主要形成于中生代,迄今为止很少发现与古生代区域地质作用有关的矿床.本文报道北秦岭桐柏地区火神庙矽卡岩型铁矿床热液石榴子石和相关岩浆岩的锆石U-Pb年龄,揭示该矿床为早志留世商丹洋俯冲过程中岩浆活动和岩浆热液成矿作用的产物.该矿床以发育透镜状、似...     

西秦岭与南北地震构造带交汇区深部电性结构特征

西秦岭造山带与南北地震构造带接触区是中国大陆最重要的南北向和东西向构造转化的接合部位之一.本文介绍了分别位于该区106°E东、西两侧的LMS-L3和DBS-L1两条大地电磁剖面的探测结果,两条剖面分别跨过了龙门山构造带东北段的青川段和宁强段.采用大地电磁相位张量分解技术对两条剖面上各测点的电性走向、二维偏离度等进行了计算和分析,采用NLCG二维反演方法对TE+TM模式的视电阻率和阻抗相位数据进行了二维联合反演.反演得到二维电性结构,在经度106°西侧LMS-L3剖面的深部电性结构自北向南揭示出,西秦岭北缘、成县盆地北缘、康县（即勉略构造带）和平武-青川断裂带都表现为明显的电性梯度带,深部延伸可达几十公里;西秦岭造山带、碧口地块与龙门山构造带东北段3个构造单元整体表现为高电阻体、呈现往南叠合且角度逐渐变陡的趋势.在106°E西侧西秦岭造山带区域的深部存在壳内低阻层,而东侧区域表现为高电阻体,深部电性结构在106°E东、西两侧的差异与该区深部速度结构特征一致,东、西两侧深部结构差异可能是该区中强地震分布差异的深层原因.LMS-L3和DBS-L1两条剖面南段的深部电性结构图像揭示出龙门山构造带东北部的青川段和宁强段内的平武-青川断裂带具有明显不同的深部结构特征,平武-青川断裂带在青川段为明显的电性梯度带,在宁强段不再表现为电性梯度带,而是完整的高电阻块体.汶川强余震向东北发展止于青川青木川附近,与平武-青川断裂带延伸深度和向北东方向的延伸长度密切相关,同时高电阻块体的宁强段对汶川强余震东北发展起到了阻挡作用.     

胶东胶北地体与北苏鲁造山带深部结构特征——来自地球物理深部探测的启示

中生代晚三叠世形成的近EW走向的大别—苏鲁造山带,在郯庐断裂带左旋走滑作用下,其东段向北推至胶东胶北地体东侧的青岛—威海一带,整体呈NNE走向,本文利用重力、MT等方法对二者深部结构进行了相关研究：发现五莲—青岛断裂带与一条中-高重力异常带存在密切的耦合关系,基于速度结构约束的重力反演表明,在该断裂带附近,超高压变质地体携带条带状基性-超基性变质岩斜插入北侧胶北地体之下,因此保留了造山带俯冲、折返的构造形迹;蓬莱—荣成地区,在造山带中部发育显著的重力低异常,重力反演表明,该段主要展现了造山带垮塌后的岩浆活动形迹;基于重磁反演和MT测量获取的电性结构成像,发现招平断裂与上盘次级断裂共同形成一条大型“铲式”伸展-拆离构造带,胶莱盆地与胶北隆起结合部发育大型盆底及盆缘构造带,二者在深部相向而倾,形成一低阻-高导通道．     

秦岭造山带蛇绿岩带硅质岩的地球化学特征及其形成环境

秦岭造山带勉略蛇绿岩带和二郎坪蛇绿岩带中的古生代硅质岩具低Si/Al比值(勉略硅质岩为52.14~683.52, 二郎坪硅质岩为12.29~58.62)、低Fe₂O₃含量(分别为0.01~0.35和0.02~1.24)和高的Al₂O₃/(Al₂O₃+Fe₂O₃)比值(分别为0.82~0.99和0.83~0.99), 所有硅质岩的SiO₂与Al₂O₃均呈现负相关关系, 表明陆缘泥质物对它们的形成影响很大. 二郎坪硅质岩La_n/Ce_n=0.9~1.15, Ce/Ce^*=0.95~1.15, V, Ni和Cu略低, 与大陆边缘环境硅质岩的特征值相一致. 但勉略硅质岩的La_n/Ce_n=0.88~1.43, Ce/Ce^*=0.71~1.18, V, Ni和Cu的含量则相对较高, 与洋中脊或远洋盆地硅质岩的相关值较为相近. 结合蛇绿岩带与硅质岩相伴生的基性熔岩特征分析, 古生代期间, 由二郎坪蛇绿岩代表的弧后洋盆于中奥陶世后盆地开始收缩规模逐渐变小的同时, 南秦岭区还处于伸展拉张状态, 并于早石炭世在勉略一线形成一个相对较开阔的洋盆.     

康滇地区重力场分离、密度反演与地壳构造

康滇地区位于我国著名的南北向活动构造带的南端,是中蒙经向中轴强地震带和巨大的地壳厚度变化带的一部分．由于该地区是地震活动的预测危险区,且资源非常丰富,引起了广大地学工作者的关注．本文采用对地壳内部密度分布最为敏感的重力场资料进行场分离、平差、反演等数学处理,求出地壳平均密度和深度10～100km各层的密度分布;综合其它地球物理资料进行分析．结果表明,康滇菱形块体与其东侧和西侧不论在构造特征还是地球物理场特征方面皆存在差异．     

桐柏山-大别山的地体构造特征和构造演化

本文讨论了桐柏山-大别山的地质构造特征。对该区三个地体进行了研究,指出:南部随州-广济高压浅变质地体具有俯冲杂岩性质;北部北淮阳高压浅变质地体中、西段具有俯冲杂岩性质,东段具有构造混杂岩特征;中部桐柏-大别山地体早期是洋盆中的大陆地壳残块,后期演化成岛弧。在加里东或海西-印支时期三地体先后碰撞造山。随州-广济地体和北淮阳地体分别向北、向南逆掩或推覆到桐柏-大别地体之上     

大别山超高压变质岩的地球动力学意义

超高压变质岩因其在岩性与原岩上的多样性,以及其岩块与基质混杂的构造特征而具变质混杂岩属性,其顺时针型P-T轨迹表明,超高压岩石的形成与演化与碰撞造山作用有关,年代学研究表明,峰期超高压变质作用发生于中-晚三叠世,几个不同地点的超高压岩石的P-T-t轨迹已被归纳,并据之计算了超高压岩石的折返速率.计算表明,大别山超高压岩石的折返具多阶段性,即中-晚三叠世的快速折返(3.3～3.6mm/a),早侏罗世的中速折返(0.7～1.1mm/a),以及中侏罗世至早白垩世的极慢速折返(0.15mm/a).以上述资料为约束条件,提出了一个大别山造山带的柱状模型.     

华北地区重力场与沉积层构造

位于中朝准地台的华北地区是由几个不同的断块组成的,重力异常场的分布具有很强的浅部效应、块状分布和深浅叠加场的特点。重力的高程效应很复杂,不同波长的起伏变化有不同的影响系数。本文对布格改正的有关问题进行了讨论,指出华北如区表浅层的密度值偏低（2520kg/m3）,该区合理的布格改正公式为△g2=-0.0879H。将重力场的垂直导数和向上延拓结合起来,有利于揭示地壳上部构造特征。本文搜集整理了由第四系到寒武系的沉积层资料,给出了沉积层总厚度和视密度的分布。对深部重力异常的分析表明,华北沉积层的形成有深源性质,在均衡调节中起着一定的内载荷作用。     

华北地区重力场与沉积层构造

位于中朝准地台的华北地区是由几个不同的断块组成的,重力异常场的分布具有很强的浅部效应、块状分布和深浅叠加场的特点。重力的高程效应很复杂,不同波长的起伏变化有不同的影响系数。本文对布格改正的有关问题进行了讨论,指出华北如区表浅层的密度值偏低（2520kg/m³）,该区合理的布格改正公式为△g₂=-0.0879H。将重力场的垂直导数和向上延拓结合起来,有利于揭示地壳上部构造特征。本文搜集整理了由第四系到寒武系的沉积层资料,给出了沉积层总厚度和视密度的分布。对深部重力异常的分析表明,华北沉积层的形成有深源性质,在均衡调节中起着一定的内载荷作用。     

重力场与构造应力场内在关系的理论研究

根据地球动力学原理,提出了重力异常变化量向构造应力场应力降转化的理论模型,推导了简明的应力降值及其方位角的实用计算公式。考虑到研究的是动态场,涉及到的时间范围短,在做理论分析时,可以忽略地形改正和莫霍面深度起伏改正,从而,能够应用重力测量研究监测区域的动态应力场特征。根据应力分析方法,阐明了重力场和应力场的异常变化与孕震过存在密切关系。     

苏门答腊俯冲带地区壳内密度结构研究

俯冲带上覆板片密度特征是认识俯冲及其引发深部岩浆过程的一个窗口.本文以苏门答腊俯冲带空间重力异常数据为基础,在2.5D密度结构剖面约束下,通过3D密度反演,获得了研究区3D密度结构分布.反演结果表明,俯冲板片角度和下倾极限深度均从研究区西北向东南方向逐渐增加;研究区上覆板片下地壳存在低密度异常,主要集中在东南部,分布范围也随深度而增加.分析认为这有可能是俯冲引发的洋壳脱水对上覆板片下地壳侵染所造成.此外,研究区东南部存在的地幔板片撕裂可能是造成该区下地壳低密度异常最为显著的另一个原因.3D密度切片揭示出下地壳密度异常具有沿NE方向延伸迹象,推断应与印澳板块在苏门答腊地区的斜向俯冲作用有关.本文还对研究区的地震分布特征进行了讨论.大部分的浅源地震集中在下倾极限附近,为脆性破裂或摩擦滑移所引发.震源深度大于200 km的地震基本分布在研究区中部和东南部,震源深度从西北向东南方向逐渐加大,这从另一角度为研究区东南部地幔存在板片撕裂的观点提供了佐证.

     

三江地区不同场源重力场特征及其与构造、地震的关系

利用重力场实测资料及最新的高分辨率超高阶重力位模型IGG97LB（720阶）计算了三江地区不同场源的重力场。在分析研究了不同场源重力场特征之后，结合地震层析成像资料，得出了初步结论：（1）三江地区的康滇菱形块体内部的物质是由青藏高原下面物质向南东方向延伸来的，可见康滇菱形块体与青藏高原的关系密切；（2）康滇菱形块体的低速度层厚度大于周边地区；（3）从三江地区重力场特征及历史上地震发生的情况看，地震容易发生在重力异常等值线拐弯处，特别是复杂的等值线拐弯处，更是地震的多发区。     

青藏高原东部玛多-沙马地区的重力场与深部构造

根据青藏高原东部玛多-沙马（下察隅）重力剖面的重力数据资料，对该地区的重力场和深部地壳构造特征作了分析研究，提出青藏高原东部的布格重力异常是高原边缘高，内部低，地壳厚度是边缘薄，内部厚，平均地壳厚度为60km左右，在察隅-沙马地区，为负均衡异常区，因此，该地区是属于地壳上升的地区，此项结果，填补了察隅-沙马地区的均衡重力异常的空白。     

GRACE观测的区域重力场变化与大地震关系探讨

利用GRACE重力卫星观测资料, 系统地分析了喜马拉雅俯冲带及周边几次7级以上大地震前后的区域重力场变化特征。 研究发现, 2005年巴基斯坦M_S7.8、 2008年汶川M_S8.0、 2011年缅甸M_S7.2、 2013年芦山M_S7.0和2015年尼泊尔M_S8.1等大地震都发生在重力显著变化区域及周边, 地震前几年开始区域重力在原变化趋势下呈现快速减小特征, 而后, 减小后的重力恢复增加, 大地震均发生在这种重力变化过程中。 大地震前的这种重力变化过程与苏门答腊M_W9.3和东日本M_W9.0地震的同震和震后区域重力变化过程类似, 只是幅度要远远小于这两个地震的同震和震后变化, 而且重力减小恢复较快。 综合分析认为喜马拉雅俯冲带及周边区域几次7级以上大地震前后的区域重力变化, 都与巨大地震过程中, 板块活动调整的弹性变形、 区域地下深部地幔物质运移和热引起的区域气候改变有关。 据此, 为区域重力变化的共同特征提出一种物理过程模式解释。 苏门答腊M_W9.3及其巨大余震过程中, 喜马拉雅俯冲带局部区域出现地壳的拉伸、 下沉, 一段时间后, 转变为挤压、 抬升。     

阴山大青山山系特异重力场与深部构造

根据阴山山系及邻近地区的布格重力异常分布特征,提出阴山山系和呼包盆地地区的布格重力异常分布与地形高程呈“同步型”的特异变化特征．通过重力数据资料的处理分析给出阴山山系和呼包盆地地区的地壳底界面都没有明显的下凹与上凸的特征,是阴山山系和呼包盆地布格重力异常呈现特异变化的可能原因。