龙门山冲断带多层次滑脱带与滑脱构造变形

龙门山冲断带发育多层次的滑脱层,通过野外地质考察、地震剖面解释和平衡剖面分析,可以将其划分为:(ⅰ)深层次滑脱带,包括壳幔滑脱带、壳内滑脱带和前震旦系基底滑脱带,所发育的构造变形样式主要有壳幔拆离滑脱变形、基底韧性剪切变形等;(ⅱ)中层次滑脱带,包括寒武-奥陶系滑脱带、志留系滑脱带等,发育的构造变形样式主要有等厚褶皱、尖棱褶皱、构造虚脱及其构造组合等;(ⅲ)浅层次滑脱带,包括上三叠统须家河组滑脱带、侏罗系滑脱带等,发育的构造变形样式主要包括逆冲推覆构造和重力滑动构造样式、背冲断块、三角带构造和双重构造等.多套滑脱层不仅使褶皱-冲断带自深层往浅层发育了不同的构造变形样式,同时还使得局部构造发生了明显的构造作用的叠加,研究表明,多套滑脱层在龙门山冲断带的形成和演化过程中具有重要的作用.     

祁连山构造带的新构造变形机制

论述了祁连山构造带新生代以来的变形过程及形成机制。研究表明： 祁连山构造带的变形过程是在欧亚大陆与印度大陆碰撞汇聚作用下发生和发展的, 其变形过程与整个青藏高原的隆升过程同步进行。其中阿尔金断裂在其东段的走滑贯通对祁连山－ 河西走廊地区的构造运动影响很大。上新世末或第四纪初阿尔金断裂东段的走滑导致了祁连山地区应力场的旋转, 进而增大了沿 Ｎ Ｗ Ｗ 向主断裂的水平走滑分量。它是引起主断裂发生走滑的重要原因之一。     

祁连山构造带的新构造形机制

论述了祁连山构造带新生代以来的变形过程及形成机制。研究表明：祁连山构造带的变形过程是在欧亚大陆与印度大陆碰撞汇聚作用下发生和发展的,其过程与整个青藏高原的隆升过程同步进行。其中阿尔金断裂在其东段的走滑贯通对祁连山－河西走廊地区的构造运动影响很大。上新世末或第四纪初阿尔金断裂东段的走滑导致了祁连山地区的应力场的旋转,进而增大了沿ＮＷＷ向主断裂的水平走滑分量。它是引起主断裂发生走滑的重要原因之一。     

龙门山中段推覆构造带及相关构造的演化历史和变形机制（一）

从龙门山推覆构造带和松潘－甘孜褶皱带的变形特征及发展过程，论证了龙门山中段推覆构造是由于其北西侧松潘－甘孜褶皱带中的北东～南西向收缩派生的南东向挤压而逐渐发育起来的。推覆作用是晚三叠世晚期以来自北西往南东逐渐扩展的，属前展式（背驮式）。     

龙门山造山带及邻区重力场特征与动力学响应数值模拟

龙门山造山带重力场研究表明它处于不均衡的状态,为此,构建了横贯松潘-甘孜块体、龙门山造山带和四川盆地的二维剖面的数值模型,采用黏弹性模型对重力场响应对研究区构造演化过程及动力学效应进行探讨.研究结果表明:(1)重力均衡调整导致了深部物质的垂向复杂动力学响应.在印度板块碰撞挤压效应与青藏高原东缘重力势能差的共同作用下,使得高原东缘深部物质在龙门山深处向东运移时潜入地幔,构成了青藏高原物质向东运移的另一种补偿方式;(2)流变结构及应变能的计算结果表明,龙门山上、中地壳层能量集中危险度较高的地段与汶川大震的孕震及发震方式基本一致,龙门山两侧介质属性、构造格局和流变属性的差异对汶川大地震的孕育和发生均起到了重要作用;(3)进一步开展由包含地表剥蚀的重力均衡调整效应与挤压缩短共同作用下的动力学模型,可以为合理地解释龙门山及周缘地带动力学响应提供重要的参考依据.     

青藏高原-天山大陆内部地壳变形三维数值模拟研究

大量研究事实证明,板块相互作用除了在板块边缘产生地壳强烈变形外,其应变可以扩展到远离板块边界的大陆内部,对板块相互作用的远程效应以及大陆内部地壳变形的动力学机制目前仍然有争议.本文结合前人对大陆岩石圈流变学研究的知识和现代GPS观测结果,应用三维有限元数值模拟技术探讨了印度大陆向北推挤与青藏高原-天山地壳变形的动力学关系.模拟地壳的流变学用Maxwell黏弹性模型近似,印-藏的汇聚速度用大量GPS观测的速度边界约束,而欧亚大陆内的远程边界用弹簧约束.在重力方向上,模型考虑了重力加载和位于深部的静岩压力边界.通过大量模型的计算,在均一的地壳流变学框架下印-藏汇聚的应变使研究区内发生整体隆升;然而当考虑青藏高原,塔里木地块和天山等区域中地壳流变学可能存在的横向不一致时,可以发现印藏汇聚的应变经青藏高原吸收后可以跃过塔里木导致天山地区的强烈变形.这暗示新生代以来发生在天山地区强烈地壳变形的动力学可能与印-藏汇聚过程中青藏高原-塔里木天山一带岩石圈流变学存在横向不均一有关.这对我们进一步认识板块相互作用的远程效应和大陆内部岩石圈变形机制有一定理论意义     

文莱-沙巴盆地深水褶皱冲断带构造变形特征及成因机制

为揭示活动陆缘深水褶皱冲断带的特征及成因,本文利用地震和区域地质资料的综合分析,系统阐述了文莱—沙巴盆地深水褶皱冲断带的构造变形特征,并结合盆地演化动力学特点,探讨其构造变形机制及其对深水区油气成藏的影响.研究结果表明,文莱—沙巴盆地深水褶皱冲断带具有"垂向分期、平面分段"的特点,垂向上,以中中新统底界面为界可划分为下部（始新世-早中新世）和上部（中中新世-现今）两套逆冲褶皱冲断体系,其中下部逆冲褶皱冲断带的形成与古南海的俯冲作用密切相关,上部逆冲褶皱冲断带是中中新世以来三角洲前缘重力滑动与苏禄海扩张造成的区域挤压应力远程效应共同作用的结果,且苏禄海扩张造成的远程挤压效应主控平面上南北段褶皱冲断带变形的差异性,导致北段褶皱变形强度大于南段,具有背斜褶皱数量多、褶皱间距离短、逆冲断层倾角陡的特点,南段反之;且晚上新世以来北段深水区地层缩短量大于陆架区伸展量,两者之差为2~6 km,而南段两者相当,仅受三角洲前缘重力滑动影响.整个褶皱冲断带发育断弯、断展、断滑褶皱等3种断层相关褶皱以及叠瓦扇和冲起构造2种逆冲构造组合,是多期NW向挤压应力作用下形成的大型逆冲推覆构造,以前展式向盆地扩展.此外,由于中中新世以来逆冲断层的持续活动,研究区深水褶皱冲断带发育众多构造圈闭,油气成藏条件优越,且南段优于北段,靠近陆坡的近端优于远端,可作为勘探部署重点.     

龙门山中段推覆构造带及相关构造的演化历史和变形机制（二）

川西前陆盆地是从晚三叠世晚期（须家河期）以来开始发育的，其形成是龙门山推覆构造带自北西往南东持续推覆的结果。本区的构造发展经历了伸展裂陷、构造反转和持续推覆３个主要阶段。构造变形的力源主要来自松潘－甘孜褶皱带的北东～南西向收缩派生的南东向挤压     

5°拐折构造变形物理场的实验研究与数值模拟

以实验方法和数值模拟方法研究了含５°拐折的断层在变形过程中物理场的时空演化，结果表明在一次事件序列中拐折部位的声发射往往发生在序列开始时和结束时，震级虽不大，但却有重要意义，在断层错动中拐折部位两侧的断层交替地作为变形主体构造，拐折部位则起了错动阀的作用。     

伽师地区强震群前后地壳运动变形的数值模拟

运用ＤＤＡ（Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ）方法,用ＧＰＳ测量资料模拟了伽师强震群前后的地壳运动及变形的演化过程,模拟结果表明：１９９４～１９９８年整个研究区域以南北向压应变增大为主,帕米尔东北侧和南天山的应变率较大,伽师及邻近区域有明显的南北向挤压为主的应力集中,若强制应力集中块体沿最大剪应力方向（ＮＥＥ向）破裂,在伽师地区会出现显著的应力降,相对喀什的速率场表明：帕米尔与南天山有较大的南北向相对挤压运动,由于帕米尔向北运动的带动使塔里木块体有微弱的右旋运动,破裂后托特拱孜断裂和柯坪断裂出现相对左旋运动,能量有沿着断裂向北东东方向传递的趋势。     

青藏高原地壳密度变形带及构造分区

将区域重力场多尺度刻痕分析用于提取青藏高原地壳变形带的信息,可了解高原内地壳变形带从浅到深的变化和平面分布特征,并对青藏高原主要地体的空间分布定位,为岩石圈研究提供地表地质难以取得的新信息.多尺度脊形化系数的图像刻划不同深度平面上的地壳变形带.青藏高原地壳变形带从上到下由细密逐渐变为粗稀型,而且细密型变形区分布的范围逐渐缩小,到下地壳完全消失.从这种情况可以推测,以垂直地面方向上看,地壳变形带应该是树形的,下地壳粗稀型的变形带为树的主干,而中地壳粗稀型的变形带为树的分枝,上地壳的变形带为树枝的小枝杈.上地壳细密型变形分布区反映了与中新生代地壳缩短变形区的范围,下地壳清晰连续的变形带反映了青藏高原的构造骨架.多尺度边界刻痕系数的图像刻画不同深度平面上的地体边界,下地壳的刻痕边界系数与密度剧烈变化带位置吻合;因此,由多尺度刻痕分析划分地体时同时取得地体密度信息.青藏高原内密度较高的地体包括喜马拉雅地体、克什米亚地体、察隅河地体、柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体.柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体是青藏高原中有壳根的核,而密度最高的克什米亚和察隅河地体在大陆碰撞时不易碎裂,对东西两个构造结的形成起了关键作用.     

龙门山构造带区域稳定性探讨

根据龙门山构造带的地震地质特征、地震活动规律及新构造活动特征,综合分析认为该地区区域稳定性受控于龙门山断裂带。而断裂带又以韧性切变形为主,蠕滑运动为特征,决定该带在相当长的一段时间内,发生强烈地震的可能性不大。     

祁连山构造带地震迁移活动特征分析

祁连山构造带地震迁移活动研究表明,存在不同震级层次的地震迁移现象:①大震顺构造带迁移由东而西震级衰减;②中强地震沿构造带东、中、西段交替发生;③横构造带地震跳迁会影响顺构造带地震的有序迁移;④祁连山中东段—东段存在发生破坏性地震的背景。     

吐鲁番-哈密盆地中新生代构造变形的数值模拟分析

根据地质、地震剖面、重力等资料及野外实地考察结果，分析了新疆吐哈盆地内各块体的力学性质和运动方式，在此基础上提出了吐哈盆地的发育模式。根据地质模型，并充分考虑了地质时间因素，建立了包括大区域平面模型、南北向剖面模型和台北凹陷三维模型等计算模型，用有限元数值计算方法模拟了古构造应力场和构造变形场。结果表明：吐哈盆地自侏罗纪以来一直受到近南北向的挤压，但盆地各段边界上的作用方向略有变化。模拟结果还显示出盆地的不对称形态以及主应力方向随深度的变化     

褶皱冲断带时空演化动力学过程的数值模拟

利用库仑临界锥角理论和沙箱物理模拟进行褶皱冲断带的研究时,通常忽略了楔形体介质的内聚力.岩石力学实验结果表明,岩石内聚力通常在几到几十兆帕范围内变化.楔形体介质强度的变化是否会影响褶皱冲断带的时空演化?针对这一问题,我们建立了岩石内聚力分别是10 MPa、20 MPa和50 MPa的3个二维弹塑性有限元模型,模型包含了楔形体介质的弹塑性材料非线性和底部滑脱带的接触非线性.该模型考虑了不同介质强度、底部滑脱带摩擦、重力和边界构造加载的影响,更为符合实际.计算结果表明,岩石内聚力为10 MPa时,楔形体内的断坡首先在楔形体近端产生,从近端依次向远端发展;岩石内聚力是20 MPa时,断坡开始在楔形体近端产生,随后在远端也开始形成,最后由两端向中间汇聚;岩石内聚力是50 MPa时,断坡先从楔形体远端形成,从远端向近端依次发展.我们还讨论了底部滑脱层倾角对褶皱冲断带演化的影响,结果表明较低的底部滑脱面倾角易产生由近端向远端演化的样式,中等滑脱面倾角易产生两端向中间演化的样式,较高滑脱面倾角易产生由远端向近端演化的样式.我们得到了三种不同的褶皱冲断带时空演化的模式,其结果可以用来解释青藏高原东北缘依次向北东方向发展的海原-六盘山断层、天景山断层、烟筒山断层系统的时空演化.

     

秦岭商丹糜棱岩带构造变形环境的显微构造标志

商丹糜棱岩带不同区段石英和长石的显微构造及石英组构特征表明,商丹糜棱岩带自西向东构造变形环境显示从低绿片岩相至中- 高绿片岩相至高绿片岩相—低角闪岩相的变化规律。低绿片岩相变形环境下,石英多为Ⅰ型条带,长石主要显示脆性破裂特征,石英c 轴组构呈单一环带型式。中- 高绿片岩相变形环境下,石英主要为Ⅱ型石英多晶条带,斜长石主要处于脆性碎裂流动状态,钾长石开始向韧性转化,石英c 轴组构呈绕y 轴分布的点极密型式。高绿片岩相—低角闪岩相变形环境下,石英普遍呈现光性均匀并有120°三连点的动态重结晶和Ⅳ型条带,斜长石开始显示脆- 韧性过渡状态的变形特点,钾长石显示明显的韧性变形特点,石英c 轴组构呈Ⅰ型交叉环带型式     

龙门山推覆构造带与地震活动

本文以重磁资料为基础,研究了龙门山地区的深部构造与地震活动的关系。认为:①龙门山推覆构造带可分成泸定——灌县,灌县——北川,北川——广元三大段;②在龙门山推覆构造带西侧沿小金、迭溪、平武一线存在隐伏推覆,是未来中强地震活动的主要场所。     

龙门山断裂带中段及邻区构造变形特征及应力场演化的数值模拟研究

根据龙门山断裂带中段及邻区的主要构造特征,同时考虑地壳速度结构和构造运动的深浅部差异,建立该地区的二维接触有限元模型,数值模拟了长期构造过程中断裂带位移和应力的时间演化过程。结果显示:①汶川—茂县断裂、映秀—北川断裂、灌县—安县断裂的逆冲速率与实际观测结果基本一致,映秀—北川断裂逆冲性质最强,巴颜喀拉块体和断裂带区域呈水平缩短与增厚抬升趋势,四川盆地保持相对稳定;②断裂带附近岩体大小主应力比随深度增加而减小,总体上与实际测试结果相符,且主应力轴方向和倾角与利用震源机制解反演得到的构造应力场特征亦较为接近;③龙门山断裂带中段区域构造应力场呈低态稳定—应力累积—临界稳定的阶段式演化过程,与该区所处的应力累积—地震发生—应力再累积的地震活动特征相呼应。此外,仅根据地表调查和震前GPS观测所揭示的断裂活动速率评价活动断裂区的地震危险程度具有一定局限性,需结合其深部动力学过程和区域应力状态进行综合分析。     

安徽北淮阳构造变形带特征与应力状态研究

在分析安徽北淮阳构造变形带变形特征和活断层作用的基础上,利用该区现代中小地震资料,采用近震直达P波、S波垂直向最大振幅比方法、震源机制的系统聚类和统计分析法,反演部分地震震源机制,并分析现代中小地震活动特征及应力场状态。结果表明,北淮阳构造变形带上主要断层现今处于活动状态;现代中小地震震源总体较浅,在2次6级地震震中附近形成小震密集区,可能反映了震源区介质相对破碎。震源机制的系统聚类和统计分析结果显示,该区断层以走滑或斜滑型破裂为主,但存在倾滑的逆断层;区内应力作用方向以水平为主,也存在部分垂向力作用;主压应力P轴的优势分布为近EW向,其中既有华北应力场,也有华南应力场作用;有少量近NS向应力场作用存在。反映该区处于应力场过渡区,因此将其作为华北、南华地块区的边界是合理的。