青藏高原东南缘晚新生代川滇地体旋扭构造体系地壳变形特征的古地磁学分析

通过对川滇地体、思茅地体白垩纪、古近纪地层古地磁数据以及新生代地壳构造特征的分析,结合青藏高原东南缘GPS监测研究结果,揭示了新生代时期青藏高原东南缘地壳块体的旋转变形特征.根据古地磁数据模拟计算得出～5Ma以来哀牢山-红河走滑断裂带(ARF)受川滇地体挤压而发生弯曲变形的南北向偏移速率至少为～13.05mm/a,奠边俯左旋走滑断裂带(DBPF)西侧思茅地体内部自～5Ma以来至少存在～2.08mm/a的东西向伸展分量,而DBPF 5Ma以来的南北向平均左旋走滑速度则至少为～1.66mm/a,与现今GPS监测结果基本一致.证明鲜水河-小江左旋走滑断裂带(XXF)的左旋走滑运动虽然没有切断ARF,但是川滇地体的南向顺时针旋转挤压作用导致了断裂带的南向弯曲变形,从而吸收了部分左旋走滑速率,造成左旋走滑运动在跨过ARF传递到DBPF后走滑速率发生了突变,由～10mm/a减小于2～3mm/a.缅泰地块和思茅地体在经历了渐新世-中新世时期以高黎贡山-实楷右旋走滑断裂带和ARF为边界的东南侧向顺时针旋转挤出运动之后,自5Ma开始,至少思茅地体与川滇地体一起,以XXF和DBPF为旋转边界发生了以东喜马拉雅构造节为近似中心的旋转挤出运动.     

青藏高原东南缘川滇地块古近纪沉积地层古地磁分析及其构造意义

针对中国西部及中亚地区以红色陆相沉积岩为主的白垩纪—新生代地层中普遍存在古地磁数据磁倾角偏低的现象,对青藏高原东南缘川滇地块中部大姚地区古近纪陆相红层进行了磁倾角偏低研究。实验结果表明,川滇地块内部古近纪陆相红层古地磁数据不存在明显的磁倾角偏低的现象。结合前人对川滇地块内部古地磁数据及周缘新生代走滑断裂的活动演化历史研究,确定川滇地块自中中新世以来川滇地块内部表现为刚性旋转,楚雄地区则发生局部构造旋转叠加。     

东营凹陷中央隆起带旋扭构造体系与油气聚集

作者综合利用地质、地震和测井信息,最大限度地应用计算机技术,对新华夏系第一、二沉降带中的十多个盆地进行了整体解剖和综合研究,揭示了各盆地的构造演化史、盆地充填史、埋藏史、油气生成和运聚史,建立了构造岩相模式,进行了油气藏预测;同时还对第二沉降带中岩性油藏、断块油藏和火山油藏等20多种油藏进行了动静相结合的研究和描述,建立了三维油藏地质模型,预测了剩余油的分布。      

青藏高原东南缘现今大震活动特征及其趋势：活动构造体系角度的初步分析结果

青藏滇缅印尼歹字型构造体系是地质力学中最为典型的反"S"状(或"Z"状)旋扭构造体系,其中各构造部位之间在运动学与动力学方面具有密切的成生联系,并且现今活动性非常显著,属于典型的活动构造体系。梳理分析该构造体系中M≥6.8历史大地震的活动状况发现,与其运动学方面的整体性与协调性相对应,其头部、中部与尾部之间的大地震活动具有明显的联动效应,即当头部与尾部发生大地震序列后不久(大致为几个月、几年或十几年尺度),中部(尤其是我国的川滇强震区)随即也会发生大地震。但在1997年以来的最近一次大地震活动序列中,构成该构造体系中段的川滇地区却出现了长达15年之久的"异常平静"状态,这无疑意味着该区未来发生大地震的危险性将显著增加。进一步结合西南地区川滇弧形旋扭活动构造体系研究的最新成果,依据活动断裂带上大地震危险性判定的离逝时间、地震空区和强震连锁反应等"三准则",初步认为该区当前存在至少9个比较明显的大地震危险区带,包括:鲜水河-小江断裂带上的安宁河段、巧家段和南端的澄江-建水段,理塘-大理-瑞丽弧形活动构造带上的畹町断裂带和南汀河断裂带、滇西北裂陷带中的鹤庆-松桂断陷盆地区和程海-宾川断裂带期纳-宾川段,澜沧-景洪断裂带的景洪段,以及近南北向的保山断陷盆地和元谋断陷盆地。这一研究结果将有助于进一步全面认识我国西南地区当前的大地震形势,进而科学部署开展地震地质与地震预报预测工作。     

青藏高原东北部旋卷(扭)构造变形遥感探测及其地球动力学与油气地质意义

利用遥感技术,在青藏高原东北部发现了祁连山西段旋卷构造、柴北缘赛什腾山旋卷构造、柴达木西南祁漫塔格山弧形扭动构造及祁连东部大型旋卷构造等四个旋卷 (扭 )构造。分析了这些旋卷 (扭 )构造产生的地球动力学机制及其与油气运移和聚集之间的关系,并指出这些发现对青藏高原大陆动力学研究具有重要的科学意义,也对这一地区今后的油气勘探工作具有重要的现实意义。还指出Tapponnier的“走向滑移线场和构造逃逸理论”存在两点明显不足,补充和完善了该理论。     

豫冀鲁不同级序旋扭构造体系和油气富集规律

新华夏系第二沉降带华北沉降区受郯庐断裂中新生代应力方式及应力场的影响,广泛发育了不同级序旋扭构造体系,控制了不同级序复式油气聚集区带的形成分布。油气主要富集在内旋回层和撒开端,弧形断裂内侧和构造运动活跃期形成的低级序扭动构造中,对指导油气勘探开发有重要意义。      

滇西北永胜地区主要活动断裂与活动构造体系

位于滇西北断陷带东北部、程海-宾川断裂带北端的永胜地区上新世以来断裂活动强烈,构造地貌特征显著。永胜地区1:50000活动构造填图发现,区内共存在各类断裂14条。其中金官断裂（F₁）、永胜断裂（F₂）、木耳坪羊坪断裂（F₃）三者规模最大,活动性亦远超其他断裂,属于程海-宾川断裂带的一级分支断裂,其他断裂为程海-宾川断裂的二级分支断裂。构造地貌特征、错断地质体及擦痕统计等均指示区内断裂现今主要以伸展正断活动为主,根据活动性的差异可将其分为强、较强、中等、弱、极弱5类,其中金官断裂的活动性最强,垂向活动速率可达0.20~0.26 mm/a。对永胜地区主要断裂几何学、运动学特征的研究及动力学机制的讨论可知,永胜地区主要断裂在平面上构成向东突出的弧形旋扭构造体系,在剖面上表现为张扭性断裂常见的负花状构造;程海-宾川断裂带现今活动主要是在近南北向主压应力作用下产生的近东西向的伸展正断,并因为叠加了旋扭作用而具有一定左旋走滑。永胜地区的弧形旋扭构造体系及滇西北断陷带等均是在川滇内弧带顺时针旋转及南汀河断裂、畹町断裂与理塘断裂的走滑拉分共同作用下形成的。      

大陆构造变形与地震活动——以青藏高原为例

大陆内部构造变形和地震活动往往突显出复杂的、区域性的特征,很难用板块构造理论来解释。青藏高原是大陆构造变形的典型实例,具有不同构造变形的分区特征,不仅表现在物质组成、地形地貌和断裂组合等方面的不同,而且还表现出不同的地震活动特征。东昆仑断裂带以北的青藏高原北部地块,主要发育一系列挤压环境下的盆岭构造,表现为以连续变形为特征的上地壳挤压缩短变形;高原中北部巴颜喀拉地块,具有整体向东运动的特点,变形主要集中在其边缘,表现为刚性块体运动特征。在东部,由于稳定的四川盆地(扬子地块)的阻挡,位于龙日坝和龙门山断裂带之间相对坚硬的龙门山地区受到东西向强烈挤压,西部边界为伸展变形;在高原中央腹地羌塘地块西部,由于上地壳物质在向东挤出的驱动下不断变形,沿一系列小型正断层和走滑断层以伸展变形为主,表现为弥散型变形特征。相比之下,羌塘地块的东部向东-南东方向挤出,在大型走滑断层之间形成一个刚性块体;高原南部地块以东西向伸展的南北向裂谷系为主要变形特征,高原南缘以南北向挤压的大型逆冲断裂系为特征。历史地震和仪器记录的大地震(M≥8)只发生在高原东北和东南部的大型走滑带,以及东部和南部边缘的大型逆冲断裂上,沿...     

青藏高原东北部旋卷(扭)构造变形及其形成地质条件分析──兼评法国地质学家Tapponnier的“走向滑移线场和构造逃逸理论”

利用遥感技术，在青藏高原东北部发现了祁连山西段旋卷构造、柴北缘赛什腾山旋卷构造、柴达木西南祁漫塔格山弧形扭动构造及祁连东部大型旋卷构造等四个旋卷 (扭 )构造。分析了这些旋卷 (扭 )构造形成的地质条件与地球动力学过程，认为这一重要发现不但对青藏高原大陆动力学研究具有重要的科学意义，而且对进行资源预测还具有一定的实用价值。本文还指出 Tapponnier的“走向滑移线场和构造逃逸理论”存在两点明显不足，我们的发现及研究是对该理论的补充和完善。     

青藏铁路沿线构造裂缝的地质特征及工程危害

通过1∶2000活动断裂勘测与地质灾害调查,在青藏铁路沿线鉴别出24条不同规模、不同宽度的构造裂缝带.青藏铁路沿线构造裂缝主要沿活动断层分布,呈线性排列,产状稳定,延伸较长,成群产出,与现今构造变形、断层运动及断层破碎带不均匀冻胀存在成因联系,常形成密集的构造裂缝带.构造裂缝带宽20～2400m.构造裂缝对青藏铁路、青藏公路及沿线工程安全具有不良影响,能够产生显著的灾害效应,如切割错断路基,产生路面塌陷,诱发不均匀冻胀变形,影响工程质量和行车速度,对车站、房屋、管道也将产生不同程度的破坏作用.     

青藏高原东北缘特提斯构造域界线的探讨

东特提斯构造域北界的确定不仅可以约束构造域的范围及演化,而且对于约束中国各陆块的原始构造归属也有着非常重要的意义.本文将从地球化学角度对这一科学问题进行探讨.祁连造山带早古生代蛇绿岩单元内枕状玄武岩的元素、Sr-Nd-Pb同位素组成系统研究表明：其地幔源区的Nd和Pb同位素组成均表现出印度洋MORB型同位素组成特征;枕状玄武岩（△^207Pb/^204Pb）t变化范围为9.1～24.3（平均值为14.7）,（△^208/^204Pb）t变化范围为9.1～101.1（平均值55.3）;与古特提斯和新特提斯蛇绿岩具有一致的同位素组成.因此,祁连造山带古洋幔应属于原特提斯构造域.纵观中国境内的特提斯构造域蛇绿岩的分布特征可知：该构造域表现出自北而南变年轻的时空演化规律,从而说明中央造山带的动力学过程也应纳入冈瓦纳大陆裂解和亚洲增生的总动力学系统之中.     

青藏高原东南缘金沙江下游新生代构造与地貌演化

青藏高原东南缘发育数十万平方千米的广阔地貌过渡带与大面积低起伏地貌面,独特的地貌提供了解读高原构造拓展与地表隆升时间、过程以及机制的理想窗口。为揭示青藏高原东南缘新生代构造变形响应和地貌演化过程,通过构造解析、构造地貌以及低温热年代学数据分析对金沙江下游流域进行综合研究。结果表明青藏高原东南缘早在始新世即已处于北西向为主的区域性挤压条件下而发生广泛褶皱变形。尽管始新世存在区域性变形响应,但青藏高原东南缘金沙江下游地区在古近纪为低海拔丘陵地貌,地表隆升幅度极为有限。晚渐新世—早中新世研究区总体处于长期的低剥蚀速率环境,促进了低海拔平缓地貌的形成。晚新近纪以来,青藏高原东南缘发生区域性缩短变形与显著地表隆升,大型水系同步下蚀,共同塑造形成现今较高海拔的低起伏地貌面与深切峡谷并存的特征性地貌。研究结果支持青藏高原东南缘晚新近纪以来的隆升与地壳构造缩短及增厚密切相关,而中下地壳塑性流动增厚机制并非必不可少。     

青藏高原渐新世构造岩相古地理

在研究区已发表的渐新统资料的基础上,分析了青藏高原渐新世残留盆地的构造背景、岩石地层序列,并对青藏高原渐新世构造岩相古地理特征进行了讨论,该时期总体地势格局仍为东高西低,塔里木、柴达木、羌塘、可可西里、成都等地区主体表现为大面积的压陷湖盆沉积,冈底斯、喜马拉雅和喀喇昆仑等大面积隆升,沿雅鲁藏布江自东向西的古雅江河形成。渐新世构造岩相古地理的演化特征揭示出该时期青藏高原及邻区构造隆升与沉积响应的耦合关系,划分出2个强隆升期,分别是强隆升期A(34～30Ma)和强隆升期B(25～23Ma)。     

青藏高原东南缘及邻区近年来地震b值特征

基于青藏高原东南缘空间数据库及系统建立成果的基础上,综合整理青藏高原东南缘地区的1980—2013年地震信息、地震地质资料及国家基础地理信息,通过Arcgis软件及其脚本编写应用,利用空间模型初步实现了区域内1980—2013年地震活动信息的地统计分析。依据区域地震b值与地壳内部应力分布状态的负相关原理,利用b值进行大面积空间与时间扫描方法对青藏高原东南缘当前应力分布特点进行研究。以2°×2°为单元网格将研究区分为若干区,分别对其进行分时间、分单元b值计算,针对重点低b值区形成时空曲线总结大地震发生前b值曲线的时空规律,并结合之前划出的地震围空区对本区地震危险性进行综合性的中长期预测,结果表明:1汶川地震、芦山地震验证大震发生前后b值时间曲线会有水平—负增长—正增长—负增长—水平的曲线变化;2地震震级越大b值负增长的低值危险区形成时间越早,持续时间越久;3汶川大地震前川北出现大面积低b值异常区;4目前b值低值区持续时间较长的区域有:东喜马拉雅构造结、玉树—甘孜断裂、安宁河断裂—则木河断裂—鲜水河断裂—小江断裂和畹町断裂—南汀河断裂,澜沧断裂—景洪断裂与地震空区危险性预测有较多重叠。     

青藏高原中部典型下垫面活动层水热动态及其热扩散率研究

多年冻土活动层, 尤其是浅层土壤的水热传输机制, 以及冻融过程的时空异质性是研究地-气间能水交换的关键。利用位于青藏高原中部的唐古拉和通天河两个活动层观测场2013年的土壤温度和水分数据, 比较了不同下垫面浅层土壤日冻融循环过程的差异, 以及不同冻融阶段的地温日变化及热扩散率特征。结果表明： 根据一日之内地温的正负波动, 浅层土壤的冻融过程可以划分为解冻期、 完全融化期、 始冻期和完全冻结期四个时期, 其中解冻期和始冻期统称为日冻融循环发生期。解冻期的持续天数和深度明显高于始冻期, 高寒草原的日冻融循环天数和发生深度明显高于高寒草甸。浅层土壤（0 ~ 20 cm）日地温变化普遍呈现明显的正弦波动趋势, 且不同冻融阶段的振幅差异较大, 由于相变的缘故, 解冻期的日地温变化振幅最小。高寒草甸的日地温振幅显著低于高寒草原, 说明日地温动态与土壤质地和土壤水分密切相关, 植被作为热绝缘层, 减弱了地温对气温波动的响应。地表下5 ~ 10 cm的热扩散率显著大于10 ~ 20 cm深度, 且5 - 10月融化季的热扩散率显著大于冻结季。热传导对流方程可以描述多年冻土区典型下垫面在季节冻融循环周期内不同月份的水分迁移方向。     

青藏高原东缘区域地壳稳定性评价

青藏高原东缘新构造运动复杂而强烈,地震与地质灾害多发,区域地壳稳定性评价工作意义重大。基于地质力学和大陆动力学相互补充的区域地壳稳定性评价理论,选择深部地球物理场、区域构造变形、地震活动、区域构造应力场作为内动力因素,地形地貌、降雨量、河流冲蚀组合计算所产生的地质灾害条件作为外动力因素,地层岩性和活动断裂影响带作为介质因素,进行了区域地壳稳定性评价。结果表明,采用地质要素梯度来反映内动力作用和通过地质环境要素综合分析表现外动力作用是提高评价准确性的有效手段;青藏高原东缘可分为8个构造特征差异显著的一级分区,75个综合因素差别较大的二级分区,653个外动力条件有一定差别的三级分区;总体而言,龙门山断裂、鲜水河断裂和安宁河断裂带构成的Y字型构造格架断裂带附近的地壳稳定性最差,西部次之,东部最好,北部区块较完整,南部复杂破碎。     

青藏高原中新世构造岩相古地理

系统分析青藏高原新生代中新世50余个沉积盆地的类型、构造背景、岩石地层序列,对青藏高原中新世构造岩相古地理演化特征进行分析和探讨。中新世,青藏高原海相沉积已经全面退出,全部转为陆相沉积,约23Ma时高原及周边不整合面广布,标志高原整体隆升。塔里木、柴达木及西宁-兰州、羌塘、可可西里等地区主体表现为大面积的构造压陷湖盆沉积。约17.2Ma左右,阿尔金山显著隆升,使柴达木盆地西叉沟一带再无生物礁灰岩出现,且在盆地西部出现了短暂的沉积间断。这一时期,柴达木盆地西部开始进入湖退期,而东南部则快速湖进;同时,大约17.7Ma索尔库里山间盆地初始凹陷形成。另外,高原腹地五道梁-沱沱河盆地受南部唐古拉山的挤压抬升,在16Ma左右结束了五道梁组的沉积,在可可西里—唢呐湖一带则再次凹陷接受唢呐湖组沉积,形成高原腹地的大型压陷湖盆。13～10Ma期间,藏南南北向断陷盆地的形成,是高原隆升到足够高度开始垮塌的标志;约8Ma以来,高原东北部几乎所有湖盆均进入湖退期,普遍出现冲积扇、辫状河和水下扇砂砾岩堆积。