拉萨地块中部晚白垩世火山岩Ar-Ar年代学和古地磁研究结果及其构造意义

为进一步确定拉萨地块白垩纪-古近纪的古地理位置,我们对青藏高原拉萨地块措勤地区林子宗火山岩18个采点进行了古地磁研究.结果表明高温(高场)特征剩磁分量主要为亚铁磁性的磁铁矿所携带,特征剩磁分量在95%置信水平下通过了褶皱检验. 倾斜校正后采点平均的特征剩磁方向为D/I=16.2°/17.7°, α₉₅=5.6°,对应古地磁极位置为63.1°N,224.6°E,A₉₅=5.1°. 另一方面,Ar-Ar年代学结果表明采样剖面的林子宗火山岩形成年龄为~99-93 Ma, 与拉萨地块林周盆地的林子宗群火山岩的形成年龄存在较大差异.由此我们得到晚白垩世拉萨地块中部措勤地区的古纬度为8.5°±6.9°N,与林周盆地古近纪林子宗群典中组和年波组所揭示出的古纬度相当,进一步表明亚洲大陆最南缘的拉萨地块在晚白垩世-古近世期间位于北半球~10°N的低纬度地区.结合最新的特提斯海相地层古地磁结果,晚白垩世-古近世拉萨地块的古地理位置限定了印度与欧亚大陆的初始碰撞时间不晚于60.5 Ma;~93 Ma以来,拉萨地块和单一刚性欧亚大陆之间存在~1900 km的构造缩短.     

沁水盆地大地热流与地温场特征

分析了20口井的温度数据和39个岩石样品的热导率数据,计算了20个大地热流值.结果表明：沁水盆地具有偏高的大地热流背景,现今热流变化于448～1018 mW/m2之间,平均627±152 mW/m2,现今地温梯度介于209～476 ℃/km之间,平均地温梯度282±103 ℃/km. 热流的分布与本区上、下主煤层含气量的分布特征相似,在一定程度上反映了现代热流继承了煤层气生气期的古地热背景.     

拉萨和羌塘地块地震活动和热前兆现象及其机理研究

青藏地块活动区南部的II级拉萨和羌塘地块内部的M≥6.5强震活动比北部的巴颜喀拉、 柴达木和祁连II级地块内部明显活跃, 这可能与拉萨和羌塘地块处于地壳厚度较大、 较高的热状态和较低的正断层剪切强度等地学背景下, 导致地壳强度较弱有关。 拉萨和羌塘地块内部两次拉张性正断层活动的强震(2008年于田7.3级和当雄6.6级)前热异常的震例, 可能与临震前孕震区及邻近断层带扩容, 以及中下地壳低速层熔融物质或流体的进入有关。     

东亚地区矿物尘气溶胶直接辐射强迫的初步模拟研究

为研究东亚地区矿物尘气溶胶的直接辐射效应,在区域气候模式RegCM3中加入起尘方案、建立矿物尘气溶胶输送模式,并将其辐射过程加入区域气候模式的辐射方案.通过对2001年3月～2002年3月的模拟发现：中国西北和蒙古国年平均地表起尘率在1μg/(m2·s)以上,最大达到90μg/(m2·s)是东亚地区最主要的矿物尘气溶胶源地;东亚地区矿物尘气溶胶柱含量最大值达5g/m2,出现在塔克拉玛干沙漠和秦岭地区;气溶胶大气顶直接辐射强迫基本呈现大陆上为正、海洋上正负均有的分布特征,区域平均辐射强迫在春夏秋冬分别为108, 088, 037,040W/m2,短波辐射强迫在陆上为正、海上正负均有,长波辐射强迫均为正值;四季的地表辐射强迫分别为-564, -225, -137, -187W/m2;辐射强迫数值对矿物尘气溶胶单次散射反照率的变化较敏感.     

北京地区岩石地层密度特征及界面划分

针对北京地区岩石地层密度资料较为粗略的现状,系统采集了标准地层剖面岩石标本和平原区各大流域第四系大样共1669块,使用DX-600Z全自动电子密度计测试了密度,分析了常见岩石的密度及不同时代地层的密度特征,首次将北京区域地层密度细分到组级,绘制了系密度和组密度曲线,划分了密度界面,得到如下结论:(1)全区岩石密度范围为1.845～3.364 g/cm~3,岩石平均密度从大到小依次是片麻岩、白云岩、灰岩、火山岩、侵入岩、泥岩、砾岩、砂岩、页岩和第四系砂黏土,平均密度分别为2.766 g/cm~3、2.761 g/cm~3、2.725 g/cm~3、2.696 g/cm~3、2.667 g/cm~3、2.651 g/cm~3、、2.620 g/cm~3、2.581 g/cm~3、2.475 g/cm~3、1.581 g/cm~3.(2)不同时代地层密度平均值从大到小依次是:蓟县系、太古界、侏罗系、寒武系、三叠系、侵入岩、侏罗-白垩系、长城系、二叠系、青白口系、石炭系、白垩系和第四系,平均密度分别为2.792 g/cm~3、2.756 g/cm~3、2.733 g/cm~3、2.719 g/cm~3、2.703 g/cm~3、2.669 g/cm~3、2.662 g/cm~3、2.658 g/cm~3、2.628 g/cm~3、2.548 g/cm~3、2.474 g/cm~3、2.202 g/cm~3、1.581 g/cm~3.(3)全区沉积地层存在6个明显的密度界面,分别是:第四系与白垩系、白垩系与侏罗-白垩系,石炭系与奥陶系、寒武系与青白口系、青白口系与蓟县系、蓟县系与长城系,密度差分别为0.621 g/cm~3、0.460 g/cm~3、0.102 g/cm~3、-0.171 g/cm~3、0.244 g/cm~3、-0.134 g/cm~3.地层之间普遍存在的密度差异为利用重力方法研究沉积盆地基底构造以及开展地热、地下水和页岩气等资源勘查提供了物理基础.     

羌塘盆地中央隆起带的重磁场证据及其构造意义

对于羌塘盆地是否存在横贯东西的中央隆起带,目前学术界仍有分歧.本文提供的最新高精度航空重、磁资料证实存在呈东西向贯通羌塘盆地的中央隆起带,并对该带的构造特征进行了精细刻画.隆起带受南北两侧深大断裂控制,其空间跨度(宽度)由西向东逐渐收敛,并被一组近南北向的隐伏断裂系切割、左滑错动.重、磁场资料还显示中央隆起带在双湖东、西两侧存在明显差异:西段基底大规模隆起,基岩深度一般在3～5 km以内,明显浅于南北羌塘坳陷7～15 km的基底埋深;东段基底隆起幅度明显降低,主要表现为潜伏的低隆起,其中双湖—雅曲段基底埋深5～7 km,雅曲—岗尼段基底埋深7～9 km;即中央隆起带基底自西向东"台阶状"降低,隆起的幅度和分布范围受到近南北向断裂控制.构造分层表明,与南羌塘地块相比,北羌塘地块的基底隆起幅度小、稳定性更好.南北羌塘基底地球物理属性的显著差异说明羌塘盆地并不存在统一的前寒武系变质基底,中央隆起带的形成应该与古特提斯洋关闭时形成的混杂岩带有关.     

中国南方现今地热特征

根据中国南方地温梯度和大地热流的数据各418个,编制了中国南方地温梯度图和中国南方大地热流图,研究了中国南方现今地温梯度分布特征和大地热流分布特征.结果显示,中国南方地温梯度介于782～1625℃/km,平均241℃/km;大地热流变化于22～220 mW/m2之间,平均值为642 mW/m2.东南沿海和滇西南地区为高地温梯度分布区,扬子地块为中－低温地温梯度区.地温梯度不仅与区域热构造背景有关,还显著地受地下水热活动、断裂以及地层热导率影响.中国南方大地热流东部、西南部高,中部低,且异常高值点主要沿板块边界缝合带、深大断裂活动带分布.大地热流与区域构造运动、最后一次热事件发生的时间、岩石圈拉张程度、地壳厚度、壳内高导层埋深等因素具有明显的相关性.     

青藏高原INDEPTH-Ⅲ剖面地壳厚度与泊松比：地质与地球物理含义

对INDEPTH Ⅲ台站的接收函数进行扫描，利用Moho界面产生的转换波和多次波的走时信息，估计台站下方的地壳平均波速比VP/VS和地壳厚度.结果显示：（1）沿着INDEPTH Ⅲ剖面，地壳厚度整体变化不大，均为65±5km，其中拉萨地块Moho界面埋深较羌塘地体要深约5～6km.结合其他研究资料，我们推断，在整个班公-怒江缝合带存在约10km的Moho错断，为拉萨地体北缘的地幔盖层向北俯冲到羌塘地体之下所致.（2）青藏高原地壳平均波速比整体都较高，可能与青藏高原地壳广泛存在的流体/部分熔融岩浆有关.拉萨地体北部异常高的地壳VP/VS可能与嘉黎-崩错右旋走滑断裂相关；而另一个泊松比异常区位于羌塘中北部（st36～st40），它可能是由热的地幔引起的壳内部分熔融所致.     

青藏高原木苟日王新生代火山岩地球化学及Sr-Nd-Pb同位素组成——底侵基性岩浆地幔源区性质的探讨

藏北羌塘木苟日王新生代火山岩主要岩石类型为玄武岩和安山玄武岩，地球化学研究表明该套岩石表现出低SiO₂（51～54%），高Mg、Cr和Ni等幔源岩浆的特征;岩石轻稀土中度富集,具弱负铕异常,发育Nb、Ta、Ti等高场强元素的负异常.其低的Sm/Yb值（Sm/Yb = 3.07 ～ 4.35）表明它们应来源于软流圈地幔尖晶石二辉橄榄岩的局部熔融.岩石87Sr/86Sr = 0.705339 ～ 0.705667， ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 38.8192 ～ 38.8937， ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.6093 ～ 15.6245，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.6246 ～ 18.6383，而¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.512604 ～ 0.512639，ε_Nd 值近于0（＋0.02～ －0.66），与典型的地幔端元BSE（地球总成分点）十分类似.岩石Δ8/4Pb＝66.82～74.53，△7/4Pb＝9.88～11.42，ΔSr>50，具典型的DUPAL异常,这些地球化学特征表明木苟日王高钾钙碱性基性火山岩可能源于受俯冲流体交代的亲冈瓦纳软流圈地幔的部分熔融.结合该区新生代高钾钙碱性中酸性火山岩地球化学和地球物理资料,文中进一步提出,由于拉萨地块的北向俯冲作用,俯冲流体交代软流圈地幔诱发其部分熔融形成以木苟日王火山岩为代表的高钾钙碱性基性岩浆,这些基性岩浆对羌塘地块岩石圈的底侵作用对于羌塘地块新生代埃达克质高钾钙碱性中     

羌塘盆地中部地区地壳S波速度结构及构造意义

羌塘盆地是我国最大的海相盆地.本文根据在羌塘盆地内布设的27个宽频带地震观测台站记录的远震波形数据,利用非线性复谱比反演算法得到各台站下方100 km深度范围内S波速度结构.结果表明.羌塘地区Moho深度较为平缓,平均深度为61 km;北羌塘地壳内低速层广泛分布;北羌塘具有两个较大的沉积盆地,龙尾错和白滩湖坳陷,沉积厚度分别有10 km和15 km.尽管北羌塘下地壳受到强烈的新生代火山岩作用改造,但是这种深部岩浆热作用会加速烃源岩中有机质的热演化历程.北羌塘两个盆地具有很好的油气前景.与北羌塘低速层分布相比,南羌塘下低速层更深,可能与班公怒江洋于中生代的俯冲消减及拉萨地体北向俯冲有关.     

Detailed gravity survey to help seismic microzonation: Mapping the thickness of unconsolidated deposits in Ottawa, Canada

In this study, measurements of gravity were made to map and model the thickness of Quaternary deposits (sand and clay) overlying Ordovician limestones in a suburb of Ottawa (Orléans, Ontario). Because ground motion amplification is partly related to the thickness of unconsolidated deposits, this work helps refine the assessment of the earthquake damage potential of the area. It also helps the mapping of clay basins, which can locally exceed 100 m in thickness, where ground motion amplification can occur. Previous work, including well log data and seismic methods, have yielded a wealth of information on near-surface geology in Orléans, thereby providing the necessary constraints to test the applicability of gravity modeling in other locations where other methods cannot always be used. Some 104 gravity stations were occupied in an 8 × 12 km test area in the Orléans. Stations were accurately located with differential GPS that provided centimetric accuracy in elevation. Densities of the unconsolidated Quaternary deposits (Champlain Sea clay) determined on core samples and densities determined on limestone samples from outcrops were used to constrain models of the clay layer overlying the higher density bedrock formations (limestone). The gravity anomaly map delineates areas where clay basins attain > 100 m depth. Assuming a realistic density for the Champlain Sea clays (1.9-2.1 g/cm³), the thickness over the higher density bedrock formations (Ordovician carbonate rocks) was modeled and compared with well logs and two seismic reflection profiles. The models match quite well with the information determined from well logs and seismic methods. It was found that gravity and the thickness of unconsolidated deposits are correlated but the uncertainties in both data sets preclude the definition of a direct correlation between the two. We propose that gravity measurements at a local scale be used as an inexpensive means of mapping the thickness of unconsolidated deposits in low-density urban areas. To obtain meaningful results, three conditions must exist. Firstly, elevations of gravity stations must be measured accurately using differential GPS; secondly, that the regional gravity field must be well defined, and thirdly, that the local geology be simple enough to be realistically represented with a two-layer model.     

闽粤沿海全新世垂直构造运动的速率

基于华南地区新构造运动具有断块垂直差异运动的特征,本文主要根据目前已测定的,分布于闽粤沿海地区的若干个全新世海相沉积物的放射性年代,海拔高度等数据,初步估算和对比闽粤沿海不同断块构造区的垂直构造运动的速率,并探讨它与地震活动的关系     

华北山地地貌面与新生代构造运动

华北山地有三期山地夷平面，四期河流阶地面。表明新生代地壳运动具有垂直差异性质。以上升运动为主，平均升幅１７００ｍ，速度０．０３１ｍｍ／ａ。以第四纪为最大。全区新地壳构造形迹可划分为３大类，８亚类和３２个小类。在新生代构造运动中，又划分出第四纪以来的新构造运动和晚更新世以来的最新构造运动。     

黑龙江省饶河枕状玄武岩古地磁学研究及其构造意义

蛇绿岩中枕状玄武岩的古地磁学研究可为古海洋的恢复与演化提供定量化依据.黑龙江省饶河地区中侏罗世枕状玄武岩的岩石学、岩石磁学研究表明,该岩石具备水下喷出特点,发育辉长结构,载磁矿物为磁铁矿.17个采点181块样品的热退磁实验表明,中侏罗世枕状玄武岩记录了高温分量和中温分量,前者为熔岩喷发记录的原生剩磁方向,平均方向D/I=59.4°/46.3°,α95=6.8°,对应的极位置为40.3°N,224.6°E,A95=7°;后者可能为晚侏罗世—早白垩世岩浆热事件的叠加,平均方向D/I=55.4°/60.6°,α95=3.9°,对应的极位置为50.8°N,210.6°E,A95=5.2°.综合考虑区域地质背景,将这一结果与邻区同时代的古地磁数据对比,推测在中侏罗世之前,在饶河杂岩与佳木斯地体之间存在一定规模的海域,与现今日本海相似;早白垩世时期,该海域封闭,饶河杂岩与华北、西伯利亚板块在动力学上已成为整体.     

含不同孔隙流体的砂岩地震波速度随压力变化的实验研究

岩石的地震波性质是区域构造研究和浅部地震勘探应用的基础.延长油田是我国重要的油气生产基地之一,但目前仍缺乏地震波性质方面的基础资料.作者利用Autolab2000多功能岩石物性自动测试设备,在0~180MPa及饱含不同孔隙流体(干燥、饱水及饱油)条件下,研究了三种来自延长油田砂岩岩芯的纵波、横波速度.结果表明:三种砂岩的V_p、V_s1和V_s2均随压力增加(或降低)而基本呈对数曲线增大(或减小);干燥、饱水和饱油三种波速间的关系因砂岩类型不同而不同,这主要取决于岩石的有效弹性模量、孔隙流体性质以及岩石的内部结构等;含同种孔隙流体的不同类型砂岩,其V_p、V_s1和V_s2随压力变化的规律主要受岩石孔隙度和粒度的影响;而含不同孔隙流体的同种砂岩,其V_p、V_s1和V_s2随压力变化的规律则主要受控于岩石的有效弹性模量和流体密度.另外,含水或含油饱和度的变化对V_s1和V_s2基本没有影响.实验结果可以为该地区地震资料的解释及与声波测井之间的对比提供重要的基础数据和参考依据.     

青藏高原东部构造块体的运动学及形变特征分析

通过分析青藏高原东部的活动断裂资料和GPS速度场数据,试图阐述活动地块的几何学、运动学和形变特征。初步认为:(1)第四纪特别是晚更新世以来的活动地块边界带与早期的构造单元边界密切相关,但也具有明显的新生性;(2)根据两种资料推导出的各个活动地块的运动学特征基本上是吻合的,其中鲜水河-玉树-玛尼断裂带是一条重要的分界线,其南、北部活动地块的运动方式差异明显;(3)除了活动地块的边界带强烈活动外,各个地块内部也显示出很强的变形;(4)晚更新世以来,青藏高原地壳的运动学和形变特征表现为在印度板块挤压力作用下,活动地块在向NE方向的运动过程中遇到稳定地块阻挡,调节方式是地壳增厚以及南、北部地块分别向SE-SSE和NWW-W方向的构造软弱部位水平侧向迁移。     

Active blocks and strong seismic activity in North China region

The active North China block consists of three second-order blocks: Ordos, North China Plain, and East Shandong-Huanghai Sea blocks. Two active tectonic zones, the Anyang-Heze- Linyi and Tangshan-Cixian zones, exist in the active North China Plain block and have separated the active block into 3 third-order active blocks, Taihangshan, Hebei-Shandong, and Henan-Huai blocks. The 3 third-order active blocks are characterized by their entire motion and are clearly different in their Cenozoic structures and deep structures. The active boundary tectonic zones between the third-order active blocks are less than those between the first- and second-order active blocks in their movement strength, extent, and seismic activity. The density of M ≥ 6 earthquakes in the boundary zones between active blocks is higher than that within the blocks by 9-22 times in the North China region, up to one order of magnitude on average. M ≥ 7 earthquakes occurred basically in the boundary zones between active blocks. The difference is not occasional, but reflects the nature of intraplate movement and the characteristics of strong seismic activity and is the powerful evidence for hypothesis of active blocks.     

青海达日断裂中段构造活动与地貌发育的响应关系探讨

青海达日地区发育了多条晚第四纪活动断裂带,以NW—NNW向和近SN向为主。通过航卫片解译和野外实地调查发现,达日断裂中段晚第四纪新活动性尤为显著,其性质以左旋走滑为主,至今部分地段仍保存了清晰的1947年达日7级地震地表破裂带,其破裂样式具有分段性和多样性,反映了局部构造应力的差异。达日地区作为典型的活动构造区,是研究新构造运动与地貌响应的理想场所。因此,文中采用ASTER GDEM V2数据提取了该地区的水系网络和亚流域盆地参数,计算了亚流域盆地面积-高程积分曲线和积分值(HI值),讨论了其构造活动性及地貌响应的关系。区内黄河的6个亚流域盆地的面积-高程积分曲线形态分析结果表明,这6个亚流域盆地均处于地貌演化阶段的"壮年期",其演化过程表现出很好的同步性,反映了区域性构造隆升或沉降作用的总体结果。而且,区内亚流域盆地的面积-高程积分值(HI值)分布特征表明,HI低值分布与第四纪断陷盆地和河谷盆地范围相一致,反映了局部不同构造沉降和侵蚀作用的结果;HI高值则主要出现在达日地震地表破裂带由NWW向NW转向的部位,以及早侏罗世与晚三叠世花岗闪长岩体分布的地方,也很好地反映了局部构造作用的变化和地层岩性的差异。     

云南腾冲马鞍山最后一次喷发的热释光年龄

云南腾冲火山区是我国少数几个近代有火山活动的地区之一,它由多座第四纪火山组成。其中马鞍山是规模较大,可能喷发较晚的一处火山。从马鞍山火山锥附近采集了２个火山岩样品,进行了热释光测年分析。热释光年龄表明马鞍山最后一次大规模的火山喷发发生在全新世,可能距今约２５００～３５００年。