东昆仑山北缘山前构造带的特征及其对油气 成藏的意义

东昆仑山北缘山前构造带位于柴达木盆地南部,中新生代以来受东昆仑山和阿尔金断裂双重构造作用的影响,其油气成藏赋存规律尚不十分清楚。结合前人的资料,根据最新的地震资料解释成果,对研究区主要断裂的构造特征、活动性质、时代及其对油气成藏的控制作用进行了研究,认为东昆仑山北缘断裂与东昆仑山隆升、阿尔金断裂活动相关,中新世早期和早更新世末期为2期主要的活动期次,控制了该区生烃凹陷、油气成藏和后期的次生油藏。因此,研究东昆仑山北缘山前构造带的演化规律对寻找同类型油气藏具有重要意义。     

东昆仑山北缘山前构造带的特征及其对油气成藏的意义

东昆仑山北缘山前构造带位于柴达木盆地南部,中新生代以来受东昆仑山和阿尔金断裂双重构造作用的影响,其油气成藏赋存规律尚不十分清楚。结合前人的资料,根据最新的地震资料解释成果,对研究区主要断裂的构造特征、活动性质、时代及其对油气成藏的控制作用进行了研究,认为东昆仑山北缘断裂与东昆仑山隆升、阿尔金断裂活动相关,中新世早期和早更新世末期为2期主要的活动期次,控制了该区生烃凹陷、油气成藏和后期的次生油藏。因此,研究东昆仑山北缘山前构造带的演化规律对寻找同类型油气藏具有重要意义。     

祁连山洪水坝河流域地貌特征及其构造指示意义

晚新生代以来,伴随祁连山强烈隆起而塑造的水系流域地貌,其典型特征指示了该区域的最新构造活动。以发源于祁连山中部的洪水坝河为研究对象,利用GIS空间分析工具,提取了整体流域与5个亚流域的河网分支比、地势起伏、平均高程等地貌参数,并对整个流域地形做坡谱分析,获得了洪水坝河水系流域地貌特征。研究表明,洪水坝河流域整体地形起伏大、坡度陡、水系发育程度低,并且流域内部从南向北,河网分支比和地势起伏显著增大。在分析地层岩性和冰川作用等相关因素的基础上,认为这种变化表明流域所受构造活动的影响从南向北显著增强:南部受构造活动的影响微弱,地势平坦,可能是残存的古侵蚀面,亦或是受山间盆地的沉积作用影响; 中部区域由于被昌马断裂东段切穿,断裂带附近区域较弱的抗侵蚀能力与河流的快速下切共同造成了地势起伏的增加; 北部区域受佛洞庙-红崖子断裂西段逆冲活动的影响,坡度及地势起伏大幅增加,表现为地势起伏骤增和强烈的河流下切等地貌特征。上述地貌分析研究,为认识和理解祁连山造山带地貌演化以及控制因素提供了基础数据和思路。     

青藏高原周缘的河流纵剖面特征及其对构造地貌演化的启示

河流水系是改造地表地貌的主要外动力,其形态样式记录了造山带和高原的生长和演化。目前对于青藏高原周缘的河流剖面研究主要集中在南缘、东南缘及东缘。相比而言,对于流经高原其他边缘河流的纵剖面特征仍然缺乏分析,不同位置的高原边缘河流发育是否存在相似性或差异性及其内在原因尚未开展相关研究。选取青藏高原北缘西昆仑—阿尔金地区、东北缘祁连山地区、东南缘三江地区和南缘喜马拉雅等典型区域,通过开展河流地貌对比研究,利用河流纵剖面的关键地貌参数定量分析了高原周边地貌边界带的空间特征及相关的构造与气候因素。结果表明,在青藏高原周缘地貌边界带上,河流陡峭度指数最大值与区域地形起伏最大区域一致,河流流经高原边缘时陡峭度有显著升高,而在高原边缘两侧陡峭度均相对较低,且河流向高原内部的溯源侵蚀十分有限,而且河流裂点均出现在区域地形起伏较高的地貌部位。其中青藏高原北缘、东北缘与南缘,地形起伏最大的区域与构造边界所围限的高原边界一致,并大致对应最新构造活动的强隆升区,而青藏高原东南缘的高原边界较模糊,地形起伏度变化最明显的区域出现在雅砻逆冲断裂两侧,与前人提出的古高原边界一致,暗示该区河流裂点的形成可能与雅砻逆冲断裂的早期活动有关。基于研究结果认为,对于青藏高原这样大尺度或经历长时间构造演化过程的地貌单元,基于稳态假设下的河流形态分析高原隆升时间可能存在较大偏差。青藏高原东南缘的高海拔低起伏地貌面可能是在较平缓的内流水系作用下形成的,在随后的河流袭夺等过程中演变为现今的外流河状态。     

九龙江北溪流域河流特征及其构造指示意义

本文利用DEM数据,运用基岩河道侵蚀模型提取九龙江北溪流域的河流下凹程度、陡峭指数和蜿蜒度等地貌指数研究北溪流域地质构造活动特点。通过对流域地貌参数的分析发现九龙江北溪流域陡峭指数存在自NW向SE递减的规律,陡峭指数和蜿蜒度有很好的对应关系.排除气候因素和基岩性质等影响因子,认为河道陡峭指数的分布特征揭示了九龙江北溪流域的地壳抬升速率自西北向东南递减的分布特征,此认识与前人采用精密水准资料计算地壳垂直运动速率结果相一致。     

东昆仑山小南川岩体裂变径迹年代与中新世晚期以来的构造地貌演化

对昆仑垭口地区小南川岩体7件样品进行磷灰石裂变径迹年代学测试, 分析了岩体的冷却过程及岩体的剥露与构造地貌演化的关系.结果表明东昆仑山区中新世晚期视剥蚀速率极为缓慢, 为0.020~0.035mm/a, 反映的是构造隆升作用微弱、地貌缓和的地质环境, 因而构造隆升速率与低的视剥蚀速率相当.上新世以来小南川岩体突发性快速隆升冷却, 造成超过3km的物质揭顶, 这不是由单纯的剥蚀过程导致, 而是反映了昆仑山上新世以来的强烈构造隆升驱动下的成山作用过程.岩体上新世的裂变径迹年龄与近东西向的昆仑河-野牛沟谷地断裂断陷、昆仑垭口盆地断陷以及后期西大滩谷地断陷的综合构造地貌演化有密切的成因联系.此外裂变径迹年龄的空间分布格局反映了区域性的差异隆升作用, 由南向北、由西向东, 隆升和剥蚀作用逐渐衰减, 这与东昆仑山南北向以及东、西昆仑山之间地貌发育的差异性以及新生代火山作用分布是吻合的.      

山西霍山山脉河流地貌定量参数及其构造意义

河流地貌形态定量研究是了解构造活动与地表过程耦合作用的重要途径之一.霍山山脉位于山西地堑系中部,介于临汾盆地和太原盆地之间,以发育霍山山前断裂带和1303年洪洞Ms8级地震而著名,通过分析跨断裂带及周边的48条河流的纵剖面形态、SL参数、Hack剖面、面积高程积分曲线以及HI值等,得到以下认识:1)跨断裂带的河流,其纵剖面在断层两侧的形态具明显差异,反映其受断层活动控制,而其他河流,除极少部分在上游存在局部陡变外,纵剖面为近似下凹的指数曲线形态显示近均衡状态;2)河流的HI值及积分曲线显示了霍山地区新生代以来整体处于强抬升弱侵蚀状态,即所有河流均处于壮年或幼年期;3)48条河流一致上凸的Hack剖面也表明霍山地区新生代以来处于强烈的构造抬升阶段,跨断裂带的Hack剖面形态以陡变下降而区别与其他河流的近似圆弧形;4)跨断裂带河流的SL/K参数在断层附近出现异常高值,反映了SL/K参数与断层垂直差异运动的相关性,周边其他河流的SL/K参数反映了没有差异运动的准均衡状态,局部的异常高值可能对应不同基岩的抗风化能力差异.河流地貌定量参数与构造环境存在显著的相关性,河流地貌定量参数特征揭示霍山山前断裂带在新生代以来的强烈垂向运动特征.     

祁连山东段基岩河道宽度对差异性构造抬升的响应

河道宽度调整是基岩河流系统响应构造、气候、岩性等外部扰动的重要方式之一.对祁连山东段山区基岩河流进行的水力几何学研究发现,河道宽度调整是祁连山地区基岩河流响应构造驱动的重要方式之一.位于低山带的冰沟河河道宽度向下游增加的速率明显高于位于高山带的宁缠河,河道宽度-面积回归拟合结果显示,冰沟河河道宽度-面积指数(b')值为0.55,而宁缠河为0.46.对冰沟河和宁缠河河床基岩露头硬度进行的测量和计算显示,两条河流平均硬度值(R)分别为 58.8±8.8和 66.0±7.2.对比河道宽度向下游的调整变化与河床基岩露头的硬度变化,发现二者无明显相关关系,说明基岩抗蚀性不是控制河道宽度变化的主要因素.对比河道宽度的系统变化与区域差异性构造抬升速率的分布模式,发现宁缠河位于高抬升速率(高山带)地区的河段河道宽度较窄(b'≈0.44),而冰沟河位于低抬升速率(低山带)地区的河段河道宽度较宽(b'≈0.55).因此,可以推断高山带和低山带河流河道宽度向下游增加速率的系统差异,应该是河道响应不同地貌带间差异性构造抬升的结果.此外,利用经验模型和Finnegan等的模型对冰沟河和宁缠河河道宽度进行了预测,结果显示经验模型较好地预测了河道宽度的系统变化趋势,而Finnegan等的模型则更好地体现了河道内部特征的变化和各种影响因素间的相互作用.     

祁连山北部基岩河道宽度对构造和岩性的响应

活动造山带基岩河流地貌研究,目前已成为构造地貌学研究的前沿和热点。河道宽度形态的调整变化是基岩河流响应构造、岩性和气候等扰动的重要方式之一。通过研究祁连山北部地区6个重点流域基岩河道的宽度形态发现：河道宽度总体上呈现出东西向和南北向的变化特征,河道向下游增宽的速率,东段地区显著高于中段地区,低山带显著高于高山带;对比河道宽度的变化特征与构造抬升速率及岩性抗蚀性的变化,可以推断：在祁连山北部地区,基岩河道宽度响应构造抬升和岩性抗蚀性的变化进行了系统地调整,构造抬升控制了流域河道宽度变化的总体趋势,而岩性抗蚀性变化则导致了流域内部局部河段河道宽度的大幅波动。在祁连山北部地区开展的基岩河道宽度形态研究,为利用基岩河道形态研究造山带的构造变形奠定了基础,对于探索构造抬升背景下地貌的发育过程具有十分重要的意义。

     

抚仙湖流域地貌特征及其构造指示意义

以数字高程模型数据为基础, 运用ArcGIS软件平台, 从数字高程模型数据中提取抚仙湖流域内相对独立的61个亚流域, 其中34个位于小江断裂东侧的山地中, 另外27个位于小江断裂西侧的山地中; 然后计算每一个流域单元流域的面积、周长、河流总长、形状指数、平均坡度、相对高差以及高程-面积积分值和水系分支比, 划分流域等级等。通过对流域地貌参数以及高程-面积积分值和分支比等的特征参数的详细分析, 初步表明抚仙湖两侧水系和亚流域的发育具有东西分异的特征。这些特征指示了抚仙湖水系两侧晚新生代构造活动的差异性, 反映了小江断裂带东西两侧的不均衡抬升。小江断裂带的活动控制了抚仙湖流域晚新生代快速隆起, 滇中高原快速隆起以及小江构造带内部差异活动是造成抚仙湖流域东西差异特征地貌的主要原因。      

祁连山西段党河流域地貌特征及其构造指示意义

党河流域位于祁连山西段, 流域内发育有三危山断裂、阿尔金断裂、野马河断裂和党河南山断裂等。这些断裂晚第四纪新活动性明显, 控制着区内的构造变形、山体隆升与河流水系地貌发育。流域地貌参数指标能够很好地反映区域构造变形特征, 因而党河流域地貌的发育和演化过程也记录了该区构造活动的重要信息。本文基于GIS空间分析技术, 利用SRTM-DEM数据, 系统提取了研究区内水系网络并对其进行Strahler分级后, 获取党河流域各级亚流域盆地共计554个, 进而计算了各亚流域盆地的面积-高程积分(HI)值, 并对HI值进行空间插值, 获取党河流域HI值空间分布特征。通过对比区内各个地貌参数指标, 发现其与构造活动具有很好的相关性和同步性, 表明构造活动对于流域地形地貌发育具有强烈的控制作用。区内亚流域盆地的面积-高程积分值分布特征表明, HI低值区与第四纪断陷盆地的范围相一致, 而HI高值区则与晚更新世以来主干断裂的逆冲活动山体隆升范围相一致, 反映了该区山体隆升和盆地沉降作用的总体面貌。     

岐东构造带第三纪变形分析及其对埕北斜坡应力场变更的指示意义

位于埕北斜坡北缘的岐东构造带是埕宁隆起与岐口凹陷之间相互作用的产物，３－Ｄ地震资料解释及岐口凹陷第三纪以来的沉降特点表明，岐东断裂构造带在第三世细历了三次不同的构造变形，即沙河街组不均匀拱张断陷；东营期初期张扭性变形及晚第三纪离散型走滑变形，据此推断，埕北斜坡在第三纪也经历了相应的应力场变更，斜坡上断裂系统与扣村一羊二庄基底断裂控制下的剪切变形有关，ＮＷＷ向断裂应属于与ＰＤＺ带微角度斜交为“Ｐ”剪     

祁连山内部门源盆地地貌特征及构造意义

祁连山位于青藏高原东北部边缘,是青藏高原向北东方向挤压扩展的前缘部位,其典型流域地貌特征记录了该地区的新构造活动和地貌发育演化过程。门源盆地是位于祁连山中段内部的一个典型的山间盆地,其发育模式和地貌特征与构造活动有着直接的关系。为探究门源盆地北缘断裂及其不同区段构造活动性的差异及其成因,文中基于30m分辨率数字高程模型（DEM）数据,采用ArcGIS空间分析技术,提取了盆地北缘横穿山体的15条河道的面积−高程积分（HI）和积分曲线（HC）,再利用克里金插值法得到HI值在盆地空间上的分布特征。结果表明,以门源盆地北缘断裂走向转折处——老虎沟为界,其西侧河道流域的HI值整体较高,东侧HI值普遍较低;结合野外活动构造调查结果,发现老虎沟东侧断裂已经挤压扩展到盆地内部,并发育一系列的活动逆断层−褶皱带,由此推断断裂走向变化及北东向断裂导致了流域HI值的分布差异。同时,盆地内部青石嘴镇附近出现一处HI高值异常,结合大地电磁探测结果推测盆地内部存在一条隐伏断层。另外,多数河道在主断裂通过上游一定位置时出现了河长坡降指数（SL）峰值波动,说明SL波动位置与断裂通过河道位置具有良好的相关性,即构造活动可以对SL产生显著影响;而处于岩性变化位置附近的波动异常,可能表明局部河段的岩性变化对SL也有一定影响。综合分析表明,门源盆地北缘东、西段的地貌发育具有显著差异,主要受该区域活动构造即门源盆地北缘断裂的控制和影响,上述地貌参数是较为敏感的构造活动性评价指标。     

涪江上游流域盆地地貌特征及构造指示意义

对涪江上游流域盆地地貌特征及成因进行研究,有助于揭示青藏高原东缘晚新生代以来新构造活动的差异性。本文以ArcGIS水文分析模块为技术平台,在研究区域内系统提取涪江上游流域盆地地表水系网络和涪江干流东西两侧36个亚流域盆地,并对亚流域盆地面积、周长、水系总长度、水系分支比、流域盆地演化阶段进行统计分析,结果表明,涪江干流河道东西两侧典型地貌参数存在显著差异。通过对该区域构造运动、岩石抗侵蚀能力、降水特征等几方面因素与河流下切过程相关性的分析可知,降水条件和岩性差异并不是涪江上游亚流域盆地不对称发育的主要影响因素,该区域断裂活动导致的地形不对称分布格局及岩层破碎程度的差异是涪江上游流域地貌差异演化的主控因素。另外,涪江上游干流展布呈现出两个特征：涪江干流河道因雪山断裂、北川-映秀断裂、彭县-灌县断裂的右旋（或左旋）走滑作用而沿断裂发生同步弯曲;涪江干流河道在北川-映秀断裂北侧由西北-东南流向转变为近正南流向,究其原因,主要是龙门山断裂带3条主干断裂的区域性右旋走滑活动驱动该区域物质产生相应右旋运动,从而使长期处于断层右旋作用控制之下的涪江干流河道发生转向。

     

西昆仑山库地蛇绿岩的特征及其构造意义

库地蛇绿岩套由下部超镁铁质岩、辉长岩、幔源型花岗岩和上部基性火山岩、复理石等成分构成,形成于震旦纪-寒武纪。通过基性的辉长岩、玄武岩的矿物学、岩石学和地球化学研究得出,辉长岩表现出与典型蛇绿岩套中的堆晶辉长岩的特征相一致;而玄武岩则与大洋中脊玄武岩的特征一致,认为该蛇绿岩套是形成于洋中脊的蛇绿岩套。结合库地岛弧花岗岩的特征,提出塔里木盆地南缘在震旦纪-早古生代时期存在一个广阔的大洋,这一大洋在志留纪末期关闭。     

东昆仑山东段北坡河流阶地发育及其与构造隆升的关系

河流系统的发育往往能反映相关地质作用的细节.对东昆仑山东段北坡众多河流阶地及其沉积物的研究表明, 该区在早更新世晚期昆仑-黄河运动之后形成的东西向盆岭相间的地貌特征奠定了早期河流为东西向外流水系的基础; 中更新世晚期以来的又一次强烈构造抬升事件———共和运动, 导致昆仑山北坡各主要河流迅速溯源侵蚀发展, 伴随河流袭夺而形成现今的水系格局; 晚更新世晚期存在一段相对较长的构造稳定期, 河谷普遍发生堆积作用, 形成分布广泛且厚度较大的晚更新世冲积层; 接近全新世以来构造运动频繁而隆升的幅度趋于减弱, 形成了5级河流阶地, 并且阶地的发育类型普遍为以高级阶地(T₅) 为基座的上叠阶地, 河流至今未能切穿晚更新世稳定期形成的厚冲积层.      

祁连山构造地貌特征:青藏高原东北缘晚新生代构造变形和地貌演化过程的启示

祁连山地区作为青藏高原向北东方向扩展生长的前缘地区之一,对构造地貌发育特征及其控制因素研究是理解青藏高原东北缘晚新生代构造变形过程的重要内容之一。通过地形坡度、起伏度以及河流纵剖面分析,研究揭示出祁连山高坡度、高陡度的造山带边缘山系及高海拔、低起伏山间盆地发育地貌特征。结合区域隆升、侵蚀速率研究表明,祁连山山脉边缘部分山系发育接近平衡状态,而河流裂点的广泛发育进一步表明整个祁连山山脉地区的地貌特征,特别是河流地貌发育仍然处于瞬时(transient)状态。通过对比祁连山山脉10个不同背景下的流域盆地,发现无论是内流水系,还是外流水系,流域上游地区均发育有低起伏、低坡度的山间盆地,这一特征表明控制祁连山内部发育平坦地形的因素并非取决于是内流还是外流水系,而可能主要受控于河流水系搬运能力的强弱。除此之外,通过对比祁连山地区盆地形态研究表明,西北侧的狭长、平行盆地主要受控于阿尔金断裂走滑应变在祁连山地区的缩短吸收,而东南侧的菱形盆地则受控于海原、东昆仑左旋走滑断裂带及其次级鄂拉山、日月山右旋走滑断裂所夹持的块体。以现有流域盆地宽度与面积之间的关系为基础,我们初步推测了祁连山造山带西北侧的构造缩短量大致为61km,对应整个祁连山的缩短率大致为17%,与祁连山南侧区域结果相当。当然,考虑到祁连山东南侧大通河流域区的缩短量与周边研究的差异,我们不能排除祁连山造山带早期的构造缝合线或先存断裂对部分流域的线性排列也起到了一定的控制作用。     

贺兰山东麓地貌形态指数的空间特征及其新构造意义

贺兰山东麓晚更新世以来经历了多次构造活动,前人利用多种方法曾对贺兰山东麓进行了构造活动性研究。本研究基于DEM数据,提取了贺兰山东麓12条河流Hack剖面与河长坡降指标（SL）,并提取面积-高程积分（HI）和河流陡峭指数（k_sn）进行对比验证,探究贺兰山东麓红果子沟至紫花沟地区河流发育与构造活动性情况。结果表明：贺兰山东麓河流Hack剖面大多呈现凸-凹形态,均衡坡降指标（K）整体南部大于北部;而且大多数河流河长坡降指标（SL）参数有多处异常峰值,主要受区域构造活动性的控制。沿贺兰山东麓断裂带标准化河长坡降指标（SLK）异常峰值的较高值的空间分布自北向南逐渐降低。面积-高程积分结果显示贺兰山东麓地区大部分处于壮年期,部分区域处于老年期。面积-高程积分值在区域南部高值较多,体现了较为强烈的构造活动性。陡峭指数的最大峰值位于河流3,自北向南峰值呈下降趋势。从空间分布上,区域南部河流河段陡峭指数整体偏高且较为集中,呈现断裂带西部靠近山体区域高于断裂带东部地区,南部整体高于北部区域的特征。总体上,面积-高程积分与陡峭指数分别与Hack剖面均衡坡降指标、SLK参数的结果具有相对的一致性。贺兰山东麓河流受到断裂构造活动性影响,且构造活动性呈现南部大于北部的特征。

     

西昆仑山库地北岩体的地球化学特征及构造意义

运用主元素、微量元素及同位素地球化学方法对西昆仑地区库地北岩体的地球化学特征、源区、构造意义及成岩模式进行了系统的研究。研究表明,库地北岩体是个高钾的Ｉ型花岗岩岩体,其微量元素５和同位素组成表明,该岩体来源于陆壳岩石的部分熔融。其独特的微量元素分布特征以及与其共生的基性岩脉表明,该岩体形成于加里东末期一引张的构造环境。该期引张构造的识别为研究西昆仑地区构造演化历史提供了新的依据。     

祁连山北缘晚新生代构造活动的低温热年代学证据

晚新生代祁连山开始隆升的时间是制约青藏高原隆升动力学以及高原隆升与气候变化之间相互关系的重要参数。本文通过磷灰石裂变径迹和（u—Th）／He低温热年代学方法研究,获得祁连山北缘开始隆升的时间为约95Ma,隆升的速率为（0.5±0.1）mm／a,晚新生代以来与祁连山北缘断裂相关的缩短速率为（1.4±0.2）mm／a。本文得到的祁连山隆升的时间与“下地壳流动模型”和“地幔对流剥离模型”预测的高原向东北方向扩展时间基本一致,也与中国大陆北方季风加强的时间基本一致。支持高原与约5～12Ma隆升并向周边扩展,引起西北季风加强的假说,但是不支持“陆陆斜向深俯冲消减模型”预测的祁连山南缘约11Ma隆升,北缘隆升时间晚于5Ma的预测。