河西走廊东部晚古生代前陆盆地演化特征

河西走廊东部晚古生代前陆盆地从形成、稳定发展到收缩消亡的过程，反映了泥盆纪是主要成盆期，奠定了盆地的基本格架；石炭纪是盆地稳定发育阶段，也是盆地内煤、油气的主要形成期；自二叠纪至三叠纪，前陆盆地应变停止，应力粘弹性松驰，被重力作用下的山前盆地所取代。     

河西走廊西段南北向左行逆冲活动断裂的发现及其意义

在河西走廊西段酒西盆地中心偏北部的阴洼山西侧发现了南北走向的阴洼山西缘左行逆冲断裂。该断裂长约4km,近南北走向,倾向东,倾角中等,是发育于北西向阴洼山右行逆冲断裂近北西端部附近的一条次级活动断裂。沿该断裂奥陶系灰绿色浅变质砂岩逆冲于白垩系紫红色砂砾岩、新近系桔红色泥岩和晚第四纪上更新世末期松散坡积层(热释光年龄10,3ka)之上。在剖面上断裂表现为自东向西的逆冲作用,其最新一次新构造活动时间在全新世中晚期（距今3～5ka）。在平面上该断裂断错自东向西从阴洼山山体流向西侧低丘斜坡戈壁地带的小冲沟致使冲沟呈“S”形拐折,反映出断裂具有明显的左行走滑。该断裂沿断层面的左行斜冲总位移达3000m,其中垂向位移为1800m左右,与阴洼山断裂垂向位移及阴洼山隆升幅度相当。该断裂的形成是阴洼山断裂右行逆冲活动所引起的局部构造应力场作用的结果,也对阴洼山断裂右行逆冲所形成的巨大位移在短距离内起到了消减和平衡作用。     

区域挤压体制下盆-山耦合关系探讨——以河西走廊和北祁连山为例

笔者在盆-山构造及构造地貌发育的基础上,对研究区构造和沉积记录进行了分析,进而探讨了新生代以来河西走廊与北祁连山的耦合关系。区内盆地和山脉是于38Ma前在准平原基础上发育起来的;38~17Ma,研究区处于挤压凹陷状态,随着Ⅰ级夷平面解体而盆地范围扩大;17Ma以来,盆地南缘不断抬升,沉积中心向北迁移,于4.96~3.66Ma、0.93~0.84Ma和中更新世末-晚更新世初形成向北推进的Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级夷平面。盆山构造的运动方式有前展式、掀斜式和对冲式3种。前展式是盆山演化的主要方式且发生时代相对较早,后两者明显活动于0.93~0.84Ma,其中掀斜式运动是盆地内横向隆起形成的主要原因,而对冲式运动的标志是盆地北缘龙首山、合黎山的隆起。     

前陆盆地的构造演化及其沉积、地层响应——以库车坳陷下白垩统为例

逆冲推覆构造近年来的研究表明,由于逆冲带内超压的反复积聚和释放,冲断活动表现为间歇式前展逆冲方式,且具有早期长周期低前展速率、晚期短周期高前展速率的特点,由此导致作用于前陆盆地的构造负载早期以垂向加载为主、晚期则以递进加载为主。库车坳陷下白垩统记录了一幕完整的前陆盆地构造演化过程,卡普沙良群和巴什基奇克组分别对应于逆冲期和构造宁静期,两者之间发生了地层几何形态的重大转变以及内部削截反射终止点的迁移。与早、晚期冲断活动特征对应,在前隆向前渊的斜坡带,卡普沙良群的下部和上部分别发育大套向逆冲带的前积反射和向克拉通方向的退积超覆反射。在紧邻造山带的前渊带,亚格列木组砾质粗碎屑沉积体标志着逆冲推覆的重新开始;巴西盖组三角洲体系的发育说明快速前展逆冲导致宽缓的楔顶带的形成;巴什基奇克组底部粗碎屑发育及其与巴西盖组之间沉积突变,反映为宁静期岩石圈强烈回弹的结果。最终,前陆盆地构造演化的逆冲期可细分为初始逆冲、?冲、前展逆冲、逆冲减弱—停滞等4个阶段。     

祁连山北缘-河西走廊西段晚新生代逆冲推覆断裂发育模式

祁连山北缘-河西走廊西段地处青藏高原东北缘,是我国新构造活动最强烈的地区之一。通过野外对研究区主要活动断裂的调查研究、结合年代学测试和综合分析,认为祁连山北缘-河西走廊西段地区的旱峡-大黄沟断裂、玉门断裂、新民堡断裂和阴洼山断裂都是晚更新世至全新世活动断裂。旱峡-大黄沟断裂形成于中新世晚期,一直活动至今;玉门断裂形成于上新世早期,在距今76 ka左右和32 ka左右发生过2次强烈的新构造活动(古地震),也是2002年玉门地震的发震断裂;阴洼山断裂形成于上新世晚期(30 Ma左右),在距今199～210 ka、86～100 ka、41～50 ka发生过3次强烈的新构造活动,也可能是1785年惠民堡(现新民堡)地震的发震断裂;但是位于近盆地中心的新民堡断裂形成时代明显晚的多,起始于中更新世晚期(017 Ma左右),在距今283 ka、44 ka和12 ka左右发生过强烈的3次新构造活动。在运动形式上,上述4条断裂均为自南南西向北北东的逆冲推覆。在变形性质上,新民堡断裂以非地震性的蠕滑为主,其他3条断裂主要为地震性的粘滑变形。在祁连山北缘-河西走廊西段的北北东剖面上,逆冲推覆断裂表现为前展 后展复合发育模式,即形成时代最新的是位于酒西盆地中心的新民堡断裂,在酒西盆地中心以南部分的剖面中断裂发育为前展式,由祁连山腹地向河西走廊盆地中心断裂形成时代越来越新,而酒西盆地中心以北部分的剖面中断裂发育为后展式,即从盆地中心到盆地北缘断裂形成时代越来越老。     

前陆盆地的构造演化及其沉积、地层响应——以库车坳陷下白垩统为例

逆冲推覆构造近年来的研究表明,由于逆冲带内超压的反复积聚和释放,冲断活动表现为间歇式前展逆冲方式,且具有早期长周期低前展速率、晚期短周期高前展速率的特点,由此导致作用于前陆盆地的构造负载早期以垂向加载为主、晚期则以递进加载为主。库车坳陷下白垩统记录了一幕完整的前陆盆地构造演化过程,卡普沙良群和巴什基奇克组分别对应于逆冲期和构造宁静期,两者之间发生了地层几何形态的重大转变以及内部削截反射终止点的迁移。与早、晚期冲断活动特征对应,在前隆向前渊的斜坡带,卡普沙良群的下部和上部分别发育大套向逆冲带的前积反射和向克拉通方向的退积超覆反射。在紧邻造山带的前渊带,亚格列木组砾质粗碎屑沉积体标志着逆冲推覆的重新开始;巴西盖组三角洲体系的发育说明快速前展逆冲导致宽缓的楔顶带的形成;巴什基奇克组底部粗碎屑发育及其与巴西盖组之间沉积突变,反映为宁静期岩石圈强烈回弹的结果。最终,前陆盆地构造演化的逆冲期可细分为初始逆冲、?冲、前展逆冲、逆冲减弱-停滞等4个阶段。     

印支运动对济阳坳陷构造形态形成演化的影响

三叠纪中期至侏罗纪早期的印支运动动力来源于华北板块与扬子板块的聚敛,聚敛作用形成巨大的NE-SW向挤压力首先导致济阳坳陷北西向压性构造的形成,产生了一系列NW向褶皱隆起带及其伴生的宽缓向斜,其次在对济阳盆地产生多处NW向挤压逆冲构造,伴之以褶皱构造。印支运动还造成本区地势起伏不平,剥蚀程度差异还导致相对隆起区与相对低洼区相间排列,上古生界保留较完整。     

关于河西走廊盆地榆木山北缘断裂晚第四纪活动特征的新认识

榆木山北缘活动断裂属于河西走廊中段盆地内的次级隆起——榆木山隆起北侧断裂系的组成部分,它位于榆木山北缘断裂北侧山前,是与榆木山隆起有成生联系、活动时间很新的现代活动断裂。榆木山北缘活动断裂呈向北北东略微凸出的弧形,走向总体为北西向,倾向南西,自南东向北西走向由北西向渐变为北西西向,甚至近东西向,倾角自中等—低角度,东段较陡。榆木山北缘断裂的活动性质在剖面上表现为以南西盘向上逆冲为主,水平位移不明显,特别是中段的石炭口—窑儿沟口一带,在向南缓倾的主逆冲上盘往往发育反向逆冲断层,并导致上更新统砂砾层发生牵引褶皱。该断裂在距今13.1～13.3ka之间和距今3～5ka期间发生过2次明显的新构造活动。     

一幕完整的前陆盆地构造演化的地层记录:库车坳陷下白垩统

位于库车坳陷东部天山山前KZ露头的下白垩统为一套前渊带的充填沉积,包括卡普沙良群和巴什基奇克组两个粗-细-粗的沉积旋回,每个旋回底部的亚格列木组和巴什基奇克组底部均发育一套砾质粗碎屑沉积体.塔北隆起为前隆单元.从天山山前至塔北隆起,地层几何形态从卡普沙良群北厚南薄的强不对称楔型转变为巴什基奇克组北薄南厚的弱不对称楔型,且塔北隆起北斜坡带地震剖面显示卡普沙良群地层南部剥蚀强烈,而巴什基奇克组地层剥蚀位于北部,总体反映盆地由卡普沙良群时期北部沉降、南部抬升转变为巴什基奇克组时期北部抬升、南部沉降的构造反转现象,分别与前陆盆地逆冲构造活动期、宁静期的基底变形特征相一致.因此,卡普沙良群、巴什基奇克组两个的沉积旋回分别为逆冲构造活动期、宁静期的盆地充填记录,两个旋回底部的砾质粗碎屑沉积体分别为逆冲活动开始(岩石圈挠曲沉降)、逆冲活动停滞(岩石圈回弹隆升)的沉积响应.总之,库车坳陷下白垩统记录了一幕完整的前陆盆地构造演化过程.     

河西内陆干旱区地表和地下水资源的相互转化研究

根据有关台站的水文气象观测资料及"九五"国家科技重点攻关项目"96－912"专题有关成果,对甘肃省河西内陆干旱区地表水、地下水资源的数量、分布特征与变化规律及相互转化关系进行了分析和研究。结果表明,内陆干旱地区的地表径流主要形成于中、高山区,散失于山前平原和沙漠。径流的补给来源主要为大气降水、冰雪融水和地下水。降水量及其时空分布对水资源的形成有着重要的影响。这里降水、河川径流与地下水转化关系十分明显。内陆干旱地区水资源最主要的特征就是从山区到平原地表水与地下水在不同地质地貌单元间的相互转化,并且由径流源区的山区到河流下游的平原,不同区域、不同地段地表水与地下水的转化关系及地下水的流动模式亦不相同：即由降水与冰雪融水下渗所形成的山区地下水绝大部分以基流形式排泄,形成地表径流进入盆地;而河流在进入盆地或平原区流经透水性极强的山前冲、洪积平原后又大量渗漏补给地下水,山前冲、洪积扇平原的地下水沿地形坡降向冲积平原运动至冲积扇缘地带后,由于含水层土壤颗粒变细,导水性减弱,形成地下水溢出带,地下水沿沟壑呈泉水大量溢出地表,汇集成泉沟进入河流而转化成为地表水。在冲、洪积扇以下的冲积平原上,潜水含水层土壤颗粒细,地下水埋藏浅,径流水平流动缓慢,地下水以垂向水量交替为主。在自然状态下,冲积平原下游直到尾闾湖;洪水季节（洪水季节外,河川径流量很小甚至没有）河流泻洪通过河道补给地下水,余水进入尾闾湖。正是水量不大的河水及其所转化形成的地下水维系着西北内陆干旱地河流下游地区的绿州的存在和这里十分脆弱的生态环境。这些地表水与地下水之间的转化过程的这种特征直接影响本地区水资源的开发利用模式。目前,在上游地区大规模发展经济、开发水资源的情况下,随着地表径流利用率的不断提高和地下水得到的补给减少,许多地方泉水量减少甚至枯竭,原来的泉灌区被迫变为井灌区。冲积平原下游即使在洪水季节也很难接受上游地表径流的补给,造成地下水位持续下降,植被死亡,土壤荒漠化。因此,内陆干旱区的水资源开发利用必须从整个流域的角度出发进行统一的合理的规划,总结不同类型地区水资源开发利用过程中的经验教训,逐步建立不同类型最优化的水资源利用模式,这将对今后干旱区的水资源开发利用具有重要的意义。     

河西走廊地下水系统数值模拟中的几个问题探讨

本文依据河西走廊地下水系统的特点,探讨数值模型中几个关键问题的处理方法,涉及含水层系统结构的概化、河流与地下水的相互作用、潜水蒸发、泉群的处理以及由断层形成的地下水瀑布模拟等问题.以酒泉盆地为例,研究了数值模型在区域地下水系统演化与动态预测中的应用.     

河西走廊盆地地下水的氦同位素指示

详细讨论了河西走廊的张掖、永昌和武威盆地地下水中同位素3He/4He、4He/20Ne和δ13C的组成与分布特征。结果表明,泉水溢出地表后尽管受大气不同程度的混染,其中仍含有明显的深源氦气的组分,包括放射性元素铀和钍的蜕变及锂诱发的核反应生成的壳源4He与地球形成初期储存于地幔中的原始3He。这些氦气挥发份随NNE和WNW向活动断裂带向上迁移,直至被循环的地下水带至地表。     

河西走廊盆地西段玉门断裂晚新生代的活动特征

玉门断裂中段地表地貌陡坎明显,主断裂直接出露地表,使前新生代地层或早新生代地层与晚新生代松散沉积物呈断裂接触,说明玉门断裂中段形成早、活动时间长、位移幅度大,从而在冰沟口一带形成宽度超过200m的巨大破碎带。玉门断裂西段新构造活动表现的最大特点是地表较少见及主断裂的出露,以隐伏断裂为主。在地表常见有由新近系地层组成的不对称褶皱构造,属于与逆冲断裂密切相关的、也是正在变形的“活动背斜”。这说明玉门活动断裂西段形成时间较晚、活动时间短、活动位移幅度比较小。玉门断裂的活动性质以粘滑变形为主,次为蠕滑变形。玉门断裂是全新世活动断裂,最近2次新构造活动发生在距今7.4ka和3.2ka的全新世中期和晚期。该断裂也是现代发震断裂,,其西端深部的扩展破裂引发2002年的5.9级玉门地震。     

河西走廊西段花海断裂几何学、运动学及区域构造意义

花海断裂位于河西走廊西段花海盆地内,总体走向NNW-SSE,长约38 km,为一条隐伏断裂,研究其空间展布、运动性质和活动历史对于理解青藏高原北缘的构造变形和扩展方式有重要意义.基于卫片解译、野外实地和槽探,结合光释光测年和地球物理资料,发现沿双泉子、大泉至小泉一带,发育一段长约8 km的地形陡坎,代表断裂控制下褶皱作...     

气候变暖对河西走廊棉花生产影响的成因与对策研究

揭示了气候变化对河西走廊棉花生产有着显著影响,实际上使其生育期延长20天,霜前花减少30％;适生区域提高100 m左右,面积扩大7倍;衣分提高2个百分点,气候产量增加54.3％的基本事实。探明了现代气候变暖对高原地区喜热作物棉花产生非常有利影响的重要原因,是由于≥10℃积温升高131℃,裂铃至停止生长关键期增温30℃;最低气温升高0.9℃,春季增温加快,秋季降温减缓,使生长期热量资源得到较大补偿,气候生态适应性更适宜,与棉花生理需求指标更接近。预测未来10～15年内≥10℃积温可能增加100～300℃,适生区域升高100 m左右,建议稳步扩大面积20％～30％,并提出按不同种植区域采取相适应的农业生产技术等建议。     

1957—2006年河西走廊中部气候变化对水资源的影响

利用河西走廊中部1957—2006年6个气象站的气候资料,对气温、降水的变化特征以及由此引起的水资源的变化进行统计分析.结果表明:年平均气温整体以0.40℃.(10a)-1的速率上升,气温偏高主要是在冬季,春、夏季变化幅度不大.降水量的变化以2.81mm.(10a)-1的速度在递增,1980年代末至1990年代前期降水量出现下降,1990年代后期又开始缓慢增加.气温升高、降水量的增加、蒸发量的减少,意味着该地区气候由暖干向暖湿转变.水资源总量、河川径流量呈缓慢上升趋势,与降水量的变化具有一致性.     

1961—2005年河西走廊东部极端气温事件变化

利用1961—2005年河西走廊东部五站的逐日气温资料,通过百分位法定义了不同台站的逐日极端高、低温阈值,研究了河西走廊东部近45a来极端气温事件变化的空间分布以及时间变化特征.结果表明:在空间分布上,河西走廊东部极端最高气温总阈值民勤出现了暖中心,乌鞘岭出现了冷中心;极端最低气温总阈值暖中心出现在武威,冷中心出现在乌鞘岭;极端最高、低气温空间分布与其对应阈值的空间分布类似;河西走廊东部极端低温频数南北部都呈现减少趋势,而极端高温频数在南部古浪和北部靠近沙漠区的民勤呈现减少趋势,其它地区为增加趋势.时间变化上,河西走廊东部极端最高、低气温总体都呈增温趋势,增温幅度极端最低气温比极端最高气温明显;极端最高气温频数总体呈略增加趋势,极端最低气温频数呈明显的减少趋势;极端最高、低气温和极端最高、低气温频数都是6～7a和9～10a周期反映明显;极端最高、低气温增温以及极端高温频数增加和极端低温频数减少都发生了突变现象.     

1961—2005年河西走廊东部极端降水事件变化研究

利用1961—2005年河西走廊东部5个气象站的逐日降水资料,研究了河西走廊东部近45 a极端降水事件变化的空间分布以及时间变化特征.结果表明:在空间分布上,年极端降水分布与地理位置、海拔密切相关,也与影响本地的天气系统有关.河西走廊东部极端降水总量、降水频数呈南-北走向,最大值出现在乌鞘岭,最小值出现在民勤;极端降水强度也呈南-北走向,但最强中心在古浪,最小在民勤.近45 a来极端降水总量和强度呈增加趋势,总量增加最大的是乌鞘岭,武威最小;强度增加最明显的是武威,最不明显的是古浪;年极端降水频数在古浪和民勤呈减少趋势,其它地区为增加趋势,降水频数增加最明显的也是乌鞘岭,降水频数减少最明显的是民勤.全球大幅度变暖水循环加快使得河西走廊东部年极端降水指数都呈增加趋势,其中年极端降水总量、年极端降水强度、年极端降水频数都是90年代增加最明显;极端降水指数在6~7 a和9~10 a周期上反映明显,在60年代年极端降水指数都发生了突变.