巽他弧北部掸邦高原地壳变形、长期块体运动和发震过程：来自大地测量研究结果的约束（英文）

本文通过约束大地测量研究来探索掸邦高原及其周围地区现今的地壳变形和长期块体运动,以期提供该地区地球动力学和相关地震危险状况的最新状态。掸邦高原在横向上由西侧的萨干(Sagaing)断裂和东侧的红河断裂这两条主要断裂包围。其中,青藏高原地壳的韧性流挤压被认为是该夹层变形单元变形的主要因素。大地测量清楚地表明,萨干断裂和红河断裂段分别具有约18mm/a和约4～5mm/a右旋运动走滑速率。此外,掸邦高原内部断层体系大地滑移累积表现为12～13mm/a的整体左旋运动速率。我们认为相对于刚性巽他古陆,研究区域的形变分布和长期块体运动主要受区域书架型断层作用控制,其原因是掸邦高原两侧的主断裂(萨干断裂和红河断裂)存在差异性断裂活动。     

中国地壳结构构造与形成过程:来自构造变形的约束

中国地壳结构构造与形成过程,一直是地质界关注的重大地质构造问题。然而已有研究主要侧重于构造单元划分和构造演化,而对各个构造单元构造变形以及相互之间的构造关系,没有给予足够重视。文章基于对已有资料的综合研究和笔者研究积累,分析和总结了华南、华北、东北、西北、青藏高原和苏鲁-大别-秦岭等地区的构造变形特征与地壳结构构造,根据构造变形特征,结合其他方面的资料,提出松辽盆地两侧构造单元可以对比连接,东准噶尔与西准噶尔以及东天山与西天山构造单元分别属于不同古陆的增生边缘不应该对比连接,牡丹江缝合带不存在,以及中国东部发育两个方向的隆起-坳陷构造等新认识。基于不同时代构造变形特征,对华北古陆基底结构和形成时代、塔里木和扬子古陆基底形成时代、古生代至三叠纪中国大陆主体聚合过程以及侏罗纪以来中国东部构造变形对已有构造的叠加改造和现今中国地壳结构构造最终形成,进行了初步讨论。      

弧地壳深部岩浆结晶分异过程:来自中祁连西段哈马尔达坂杂岩体的年代学、地球化学和热力学模拟研究SCIEI北大核心CSCD

俯冲带弧岩浆分异是大陆地壳形成的主要过程,对研究大陆地壳的演化与生长机制具有重要意义。本文通过对中祁连弧地体西段盐池湾地区的哈马尔达坂杂岩体进行野外地质、地球化学、年代学和热力学模拟研究,来讨论弧岩浆分异过程。哈马尔达坂杂岩体主要存在两类岩石类型:镁铁质-超镁铁质堆晶岩(包括辉石角闪石岩、角闪辉长岩和角闪石岩)和闪长岩类(包括闪长岩、石英闪长岩)。锆石U-Pb定年结果显示辉石角闪石岩的形成时代为473±1Ma,与相邻高钾岛弧玄武岩的形成时代一致。哈马尔达坂杂岩体与高钾岛弧玄武岩具有相似的全岩Sr-Nd-Hf同位素组成,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值在0.7035~0.7053之间,ε_(Nd)(t)=+3.9~+5.1,ε_(Hf)(t)=+10.8~+13.1,表明它们来自同一岩浆源区。结合野外地质关系与岩石地球化学特征,推测该侵入杂岩体的原始熔体为相邻的高钾玄武质弧岩浆。岩石学和地球化学特征表明:闪长岩类是来源于受沉积物熔体交代的俯冲带地幔楔部分熔融形成的原始玄武质岩浆在中下地壳发生(以角闪石为主)结晶分异的产物;镁铁质-超镁铁质岩石具有堆晶结构,地球化学特征呈现富铁贫硅的特征,具有较高的MgO含量(6.19%~14.29%,Mg^(#)=52.3~74.6),代表原始玄武质岩浆分离结晶形成的堆晶体。热力学模拟计算与实验岩石学资料对比,进一步说明该杂岩体中的闪长岩是玄武质岩浆在中压(约0.7GPa)和氧逸度为NNO+1的条件下、发生50%~67%分离结晶的产物。闪长岩类与镁铁质-超镁铁质堆晶岩具有相似的矿物结晶顺序与全岩同位素组成,指示它们具有发生分离结晶作用的互补成分特征,分别代表了玄武质岩浆分离结晶后的衍生熔体和堆晶岩。因此,本文研究表明角闪石分异是弧岩浆分异的主要机制,它导致富SiO_(2)熔体的形成,推动岩浆成分向富硅的方向演变,从而产生新生的安山质地壳。     

青藏高原东北缘牛首山-罗山断裂带新生代构造变形与演化

牛首山-罗山断裂带分隔了青藏高原东北缘和鄂尔多斯地块两大构造单元,是青藏高原东北缘最外缘的一条断裂带。通过断裂带内详细的构造变形测量,结合区域构造分析与筛分,获得新生代4期构造应力场。通过年代学的初步研究,提出牛首山-罗山断裂带新生代构造演化序列,即：始新世末-渐新世近N S向挤压逆冲变形、中新世晚期-上新世NWSE向挤压与左行走滑活动、上新世末-中更新世NNESSW向挤压与右行走滑活动、晚更新世以来近E W向挤压与伸展构造。其中强烈的构造变形起始于中新世晚期,表明青藏高原东北缘的边界扩展在中新世晚期已经到达该断裂带。研究结果表明,牛首山-罗山断裂带在不同阶段的构造演化过程与印度欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升过程密切相关,同时记录了青藏高原东北缘向外侧扩展和鄂尔多斯地块新生代构造转换的构造过程。     

华南、巽他和掸邦地块之间边界断裂的上新世—第四纪大规模构造反转

印度- 亚洲碰撞后，大陆板块沿着大型的左行走滑断裂挤出。规模最大的哀牢山- 红河剪切带(ASRR)将印支地块(巽他地块)与华南地块分隔开来。长约1000 km的红河活动断裂(RRF)沿哀牢山的北侧延伸，目前呈现出右行走滑兼正断的活动性质。本文在讨论了红河断裂系及其周缘的第三纪和现今变形特征(滑移性质反转、渐新世/第四纪位错、全新世滑动速率、GPS测量、地震机制等)基础之上，重点论述了其在上新世—第四纪从云南东南部到越南西北部、北部湾西部、再到更南的沙巴地区的断裂分布和运动学特征。新的数据证实，跨过三联点和越南西北部的奠边府断层之后，华南地块与巽他地块之间的现今大部分右行走滑主要沿着Da River断裂向Day Nui Con Voi(或称大象山)东南方向延伸。Da River断裂与RRF大致平行，是2020年M w 5. 0莫州地震的发震断层。进一步研究表明，Da River断裂很可能沿着渐新世—中新世莺歌海/宋红盆地西缘和越南东南海岸(归仁剪切带)向南延伸得更远，至少延伸到“Ile des Cendres”火山群，并可能继续延伸到沙巴- 文莱逆冲带的西端，靠近婆罗洲北部的近海活动边缘。最后，我们讨论了在菲律宾群岛、台湾岛和巽他群岛之间南海大部分地区大规模构造反转的运动学效应。     

Cenozoic Exhumation and Thrusting in the Northern Qilian Shan, Northeastern Margin of the Tibetan Plateau: Constraints from Sedimentological and Apatite Fission-Track Data

Abstract: The Qilian Shan lies along the northeastern edge of the Tibetan Plateau. To constrain its deformation history, we conducted integrated research on Mesozoic–Cenozoic stratigraphic sections in the Jiuxi Basin immediately north of the mountain range. Paleocurrent measurements, sandstone compositional data, and facies analysis of Cenozoic stratigraphic sections suggest that the Jiuxi Basin received sediments from the Altyn Tagh Range in the northwest, initially in the Oligocene (~33 Ma), depositing the Huoshaogou Formation in the northern part of the basin. Later, the source area of the Jiuxi Basin changed to the Qilian Shan in the south during Late Oligocene (~27 Ma), which led to the deposition of the Baiyanghe Formation. We suggest that uplift of the northern Qilian Shan induced by thrusting began no later than the Late Oligocene. Fission-track analysis of apatite from the Qilian Shan yields further information about the deformation history of the northern Qilain Shan and the Jiuxi Basin. It shows that a period of rapid cooling, interpreted as exhumation, initiated in the Oligocene. We suggest that this exhumation marked the initial uplift of the Qilian Shan resulting from the India–Asia collision.     

Crustal motion and deformation in Greece from a decade of GPS measurements, 1993–2003

The Hellenic plate boundary region, located in the collision zone between the Nubian/Arabian and Eurasian lithospheric plates, is one of the seismo-tectonically most active areas of Europe. During the last 15 years, GPS measurements have been used to determine the crustal motion in the area of Greece with the aim to better understand the geodynamical processes of this region. An extended reoccupation network covering whole Greece has been measured periodically in numerous GPS campaigns since the late eighties, and a continuous GPS network has been operated in the region of the Ionian Sea since 1995. In this paper, we present a new detailed high-quality solution of continuous and campaign-type measurements acquired between 1993 and 2003. During the GPS processing, a special effort was made to obtain consistent results with highest possible accuracies and reliabilities. Data of 54 mainly European IGS and EUREF sites were included in the GPS processing in order to obtain results which are internally consistent with the European kinematic field and order to allow for a regional interpretation. After an overview of the results of the IGS/EUREF sites, the results from more than 80 stations in Greece are presented in terms of velocities, time series, trajectories and strain rates. Previous geodetic, geological and seismological findings are generally confirmed and substantially refined. New important results include the observation of deformation zones to the north and to the south of the North Aegean Trough and in the West Hellenic arc region, arc-parallel extension of about 19 mm/yr along the Hellenic arc, and compression between the Ionian islands and the Greek mainland. Due to continuous long-term observations of 4–8 years, it was possible to extract height changes from the GPS time series. In Greece, we observe a differential subsidence of the order of 2 mm/yr between the northern and central Ionian islands across the Kefalonia fault zone. The differential subsidence of the central Ionian islands with respect to the northwestern Greek mainland amounts to 4 mm/yr.     

西秦岭新生代以来地质构造过程对青藏高原隆升和变形的约束

西秦岭位于青藏高原东北缘重力梯度带内,是高原物质向北、向东扩展的前缘,其新生代以来地质构造 地貌过程应该是印度板块-欧亚板块的碰撞造山过程和高原隆升过程的一部分。通过对西秦岭内部中-新生代沉积、变形及地貌记录的初步综合分析,得出如下初步认识:(1)根据西秦岭中-新生代红层沉积岩石组合和构造变形特征,可以分为晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-古近纪和新近纪三个构造层,分别对应于西秦岭新生代3个构造演化阶段。(2)西秦岭晚白垩世-古近纪构造层的褶皱缩短和区域断裂带的逆冲推覆发生在古近纪末期-新近纪初期,与整个青藏高原主要逆冲推覆构造事件同步,说明印度板块与欧亚板块碰撞的构造应力在古近纪末已波及至西秦岭。(3)西秦岭新近纪以来经历了一个构造相对稳定的侵蚀夷平期,于36 Ma之前形成了以晚白垩世-古近纪构造层侵蚀面、前新生代碳酸盐地层的岩溶夷平面为标志的主夷平面以及夷平面发育过程中形成新近纪近水平的、以红色粘土岩为主要特征的细碎屑沉积。这一夷平面可以作为高原组成部分的西秦岭隆升的基准面。该夷平面现今高程自西向东逐渐降低,反映了西秦岭隆升呈现自西向东连续的扩展。(4)青藏高原南部构造变形方式在中新世发生了由逆冲推覆 褶皱缩短向伸展走滑的构造转换,而在西秦岭内部却并未发生这样的构造转换,仍然以逆冲构造为主,只是西秦岭北缘的边界断层在中-晚更新世才发生逆冲 左旋走滑作用,这可能指示了青藏高原东北缘晚新生代构造变形的走滑作用只是构造块体边界与构造挤压应力方向下非正交的应力分解所致,同时也可能反映了作为西秦岭块体整体滑移和块体内部的收缩变形并行不悖。(5)由GPS观测数据确定的区域位移场应该指示了现今西秦岭块体的整体缓慢的向东移动,地震机制解确定的构造应力是下地壳向东蠕动拖曳脆性上地壳的整体运动,西秦岭地壳厚度由西向东逐渐增厚是西部由于南北向缩短增厚的下地壳向东扩展流动的结果,增厚地壳的均衡抬升是西秦岭地貌面高度变化的内在原因。     

汶川、芦山地震前龙门山断裂带地壳形变特征对比分析

为研究2008年汶川地震和2013年芦山地震前地壳形变特征,本文利用1999—2015年四期GPS速度场和1990—2017年跨断层短水准资料,对跨断层GPS速度剖面、GPS应变率场、断层闭锁程度和滑动亏损、跨断层年均垂直变化速率等进行了分析讨论,总结了汶川和芦山地震前后龙门山断裂带三维地壳变形演化特征。结果表明,汶川地震前龙门山断裂带中、北段处于强闭锁状态、断层面应力应变积累水平很高,而龙门山断裂带西南段闭锁较弱、变形速率明显高于中北段、依然可以积累应力应变,汶川地震震源位于闭锁相对弱的部位,这可能是导致汶川地震自初始破裂点沿龙门山断裂带向北东方向单侧破裂,而震中西南方向断层并没有发生破裂的原因之一。汶川地震的发生引起龙门山断裂带西南段应力应变积累速率加快、断层闭锁程度增强、闭锁面积增大,这在一定程度上促进了芦山地震的发生,而芦山地震震源位于汶川地震前强闭锁和弱闭锁的高梯度过渡部位。因为芦山地震只释放了龙门山断裂带西南段有限的应变能,并没有显著缓解该段的地震危险性,所以汶川和芦山地震之间的地震空段以及芦山地震西南方向的地震空段,依然需要持续关注。此外,本文还收集和对比分析了多次6～9级地震前地壳变形特征,同样显示地震成核于闭锁高梯度带区域而非完全闭锁区域内部,并且随着震级升高闭锁断层面的长度也在增大,这一现象还需在高分辨率形变数据的帮助下进行深入研究和分析。     

青藏高原东北部阶段性变形隆升：西宁、贵德盆地高精度磁性地层和盆地演化记录

青藏高原东北部的形成演化是检验高原隆升模型及其驱动季风-干旱环境形成假说的关键。青海贵德和西宁盆地新生代高精度磁性地层和盆地演化揭示出贵德和西宁盆地在早新生代两个盆地曾经为一个统一的、发育于东昆仑山前的弱挤压型陆内挠曲盆地或前陆盆地,可能包括兰州盆地、循化-化隆盆地和祁连山东部一些盆地在内的周边地区都向这个统一的盆地内注入水流和沉积物质,在西宁一带形成汇水中心,并在当时为行星风系的亚热带副高压带作用下形成巨厚的膏盐层。从约21Ma的中新世早期开始,前陆盆地挠曲下沉明显加剧,盆地早期地层被挤压变形,形成盆地中最显著的角度不整合,推测分隔贵德盆地东部的海宴—泽库右旋断裂强烈活动,分隔贵德和西宁盆地的拉脊山东部开始隆升,贵德盆地河流水系由北转向西流,至中中新世,隆升可能席卷整个拉脊山,贵德盆地水系明显南流,盆地挤压中心由早先的昆仑山前转移至拉脊山两侧。从约8Ma开始,拉脊山开始强烈阶段性幕式(3.6、2.6及1.8Ma)变形隆升,导致两侧断层以花状向盆地中心逐步扩展,断裂、掀斜和褶皱地层,盆地转变成山间盆地,并在约1.8Ma的强烈变形隆升后,黄河出现,紧接着形成上千米深切河谷和7级阶地,高原东北部现今构造地貌沉积格局最终形成。上述盆地形成演化过程总体揭示出印度板块碰撞早期最远端的高原东北部就已经开始变形隆升响应,这个过程阶段性由弱至强,至8Ma以来达到最大,反映了高原南北的同步变形隆升但幅度不同的动力学过程与形成模式,可能指示了脆性上地壳块体间柔性变形、块体内刚性挤压破裂变形和塑性下地壳连续变形增厚与流动的共同作用机制。     

Oligo-Miocene shearing along the Ailao Shan–Red River shear zone: Constraints from structural analysis and zircon U/Pb geochronology of magmatic rocks in the Diancang Shan massif, SE Tibet, China

The left-lateral strike-slip shearing along the Ailao Shan–Red River (ASRR) shear zone in the Southeastern Tibet, China, has been widely advocated to be a result of the Indian–Eurasian plate collision and post-collisional processes. The Diancang Shan (DCS) massif, which occurs at the northwestern extension of the Ailao Shan massif, is a typical high-grade metamorphic complex aligned along the ASRR tectonic belt. Structural and microstructural analysis of the plutonic intrusions in the DCS revealed different types of granitic intrusions spatially confined to the shear zone and temporally related to the left-lateral shearing along the ASRR shear zone in the DCS massif. The combined structural and geochronological results of SHRIMP-II and LA-ICP-MS zircon U/Pb isotopic dating have revealed successive magmatic intrusions and crystallization related to the Oligo-Miocene shearing in the DCS massif. The pre-, early- and syn-kinematic emplacements are linked to regional high-temperature deformation (lower amphibolite facies) at relatively deep crustal levels. The zircon U/Pb geochronological results suggest that the left-lateral ductile shearing along the ASRR shear zone was initiated at ca. 31 Ma, culminated between ca. 27 and 21 Ma resulting in high-temperature metamorphic conditions and slowed down at ca. 20 Ma at relatively low-temperatures.     

四川攀西地区晚新生代构造变形历史与隆升过程初步研究

基于TM遥感图像解译和野外调研，分析了攀西地区大渡河、安宁河深切河谷地貌特征和断裂带构造变形特征，建立了安宁河断裂带晚新生代5阶段变形历史。研究表明，中新世晚期—上新世早期，安宁河断裂以挤压走滑活动为主；上新世晚期至早更新世时期，断裂以斜张走滑活动为主，活动强度较弱；早中更新世之间发生的元谋运动使昔格达组湖相地层褶皱变形；中晚更新世时期发生断陷作用，形成安宁河两堑夹—垒的构造格局；晚更新世—全新世时期又以左旋走滑活动为主。综合安宁河、大渡河河谷地貌和晚新生代地层记录和变形特征，提出了攀西高原晚新生代4阶段隆升模式：中新世早中期(12Ma之前)以缓慢隆升与区域夷平化作用为主，中新世晚期—上新世早期(12～3．4Ma)是高原快速隆升与河流强烈下切的时期，上新世晚期—早更新世(3．4～1.1Ma)为昔格达湖盆发育时期，中晚更新世—全新世(1．1Ma以来)是高原快速隆升与河谷阶地发育时期。最后指出，至上新世晚期(3．4Ma以前)，攀西高原海拔高度可能超过了3000m。