天山造山带岩石圈密度与磁性结构研究及其动力学分析

库尔勒—吉木萨尔剖面横跨塔里木盆地北缘、天山造山带和准噶尔盆地南缘.沿剖面完成了重磁联合反演,获得了岩石圈二维密度结构与二维磁性结构.结果发现,塔里木盆地与准噶尔盆地向天山造山带对冲.在地壳范围内,塔里木盆地北缘与准噶尔盆地南缘的平均密度较高,天山造山带的地壳平均密度较低.天山造山带具有较高的磁化强度,尤其表现在准噶尔盆地南缘至天山造山带中部的整个地壳范围内,预示着天山南北可能具有不同的构造演化历史、构造运动方式以及构造运动强度.在塔里木盆地与天山造山带以及准噶尔盆地与天山造山带的接触部位的上地幔顶部分别发现了低密度体,推测在塔里木盆地由南而北向天山造山带“层间插入与俯冲消减”,以及准噶尔盆地由北而南向天山造山带俯冲的过程中塔里木盆地北缘和准噶尔盆地南缘下地壳物质被带进天山造山带上地幔顶部.库尔勒—吉木萨尔剖面岩石圈二维密度结构与磁性结构为天山造山带的构造分段提供了岩石圈尺度的依据.     

基于噪声面波直接反演法研究天山中段地壳S波速度结构

天山造山带是新生代以来复活隆升的陆内造山带,强烈的地震活动性使得理解和认识天山造山带深部结构及盆山耦合关系尤为重要。文章中使用天山造山带及邻区(40°～49°N,79°～93°E)85个台站2017—2019年的背景噪声资料,结合背景噪声互相关方法获得了6～52 s瑞利波相速度频散曲线,利用基于射线追踪的面波直接反演法对天山中段地壳三维S波速度结构及盆山耦合关系进行研究。结果显示：地壳浅层S波速度分布与构造单元中沉积层厚度相关,塔里木盆地北缘、准噶尔盆地南缘表现为低速,天山造山带表现为高速;到了中下地壳,天山造山带下方存在被高速异常包裹的低速体;莫霍面附近,天山造山带表现出相对低速;准噶尔盆地南缘和天山造山带的地壳厚度分别在45～50 km、50～62 km之间,沿南北向,天山造山带莫霍面呈现较为宽缓的形态;在82°～86.5°E之间,塔里木盆地和准噶尔盆地向天山下方双向俯冲,86.5°～88°E之间,准噶尔盆地向天山南向俯冲,由西向东,不同盆山耦合关系揭示了新生代以来天山中段不同区域构造运动差异,为进一步探讨造山动力过程提供参考。     

天山造山带基底时代和地壳增生的Nd同位素制约

基于天山造山带 10 1个各种类型岩石样品的Sm Nd同位素分析数据 ,研究了天山造山带大陆地壳基底的时代、特征和演化 .研究结果指出 ,天山造山带大陆地壳基底形成于 180 0Ma前 ,基底变质岩系的母岩物质来源于长期亏损的地幔源区 ,推断它们处于古岛孤的构造环境 .无论是基底时代还是后期地质演化历史 ,都与塔里木北缘地块截然不同 .研究还指出天山造山带古生代大陆地壳增生活动比较广泛 ,与我国扬子、华夏地块有很大的差别 .     

天山造山带深部探测及地球动力学研究进展

为了研究天山造山带的地球动力学,自1970年代以来,国内外在天山造山带开展了大量的深部探测工作,并取得了丰富的成果,本文对这些工作和成果进行了梳理和综述.已有研究结果表明:天山造山带的地壳厚度较大,但并无明显山根;地壳结构具有垂向分层和横向分块特征;壳幔界面不清晰,莫霍面在盆山接合部下方发生错断;壳内普遍发育低速异常体,地壳泊松比较高,暗示了地壳力学上的弱化作用;上地幔也存在波速异常体,低速异常可能与地幔热物质上涌有关,高速体可能是古老板块的岩石圈拆离碎片;莫霍面错断、Q值结构和波速异常特征可以用天山南北侧稳定地质块体往天山造山带之下俯冲来解释,这也得到高分辨率层析成像结果的支持;剪切波分裂结果暗示有相当厚的上地幔卷入了造山过程.上述资料表明天山造山带的变形和隆升是其南北侧稳定地质块体的构造挤压与壳—幔复杂耦合作用的共同结果.     

天山构造带上地壳介质各向异性分区特征

天山造山带是一条由陆陆汇聚而形成的陆内造山带,经历了长期的构造演化,尤其是新生代以来的再次活化导致其复杂的构造特征.文章利用新疆区域数字地震台网(2009～2019年)记录到的波形资料,使用剪切波分裂系统分析法,获得研究区内33个台站的剪切波分裂参数,分析了天山构造带的上地壳各向异性特征.结果表明,天山构造带不同区域上...     

天山的晚新生代构造变形及其地球动力学问题

天山是大陆内部典型的新生代复活造山带，其新生代构造变形的方式，变形量，速度及过程等对于认识大陆内部造山带的变形机理有着重要的意义。本文在对南北天山主要活动构造地质填图和综合研究的基础上，重点探讨了天山的晚新生代构造变形特征及其动力学问题。早更新世以来，特别是早，中更新世之间，天山的构造活动由内部向南北两侧扩展，使得两侧的新生代凹陷逐渐褶皱成山，形成数排新生代褶皱带，整个天山的现代构造活动是一种扇形     

天山造山带基底结构的有限差分研究

利用横跨天山造山带的库尔勒-吉木萨尔地震宽角反射/折射剖面Pg震相, 通过三维有限差分方法对天山造山带的基底和盖层构造进行反演, 获得了上地壳的速度分布及构造. 根据速度结构可将此剖面划分为塔里木盆地北缘、天山造山带及准噶尔盆地南缘3个部分, 天山造山带内具有三隆四凹的构造格局. 塔里木盆地北缘基底速度横向变化不大, 埋藏深度约10 km. 天山造山带内速度横向变化较大, 其中焉耆盆地的基底深度约为6 km, 往北基底迅速变浅, 到中天山基底几乎出露地表. 库米什南部为一小的山间盆地, 最大基底深度约为3 km, 到库米什附近基底变浅并几乎出露地表. 塔里木盆地与天山之间的北轮台断裂为边界断裂, 断层落差达5 km左右. 吐鲁番盆地具有巨厚的沉积, 其基底深度约7 km. 天山与吐鲁番盆地的边界断裂为博罗科努断裂, 其特点是基底深度迅速变深, 断层落差达7 km左右. 进入准噶尔盆地, 基底深度约为8 km. 虽然库尔勒-吉木萨尔剖面的地形是不对称的(南部平缓, 北部起伏强烈), 但有限差分法所揭示的基底结构具有以中天山为轴南北对称的特点, 并与该剖面所揭示的深部结构协调一致, 预示着天山两侧的塔里木盆地与准噶尔盆地向天山造山带的深部对冲. 但南侧的俯冲可能是更早的事件, 目前已经弱化; 而北侧的俯冲正方兴未艾, 致使博格达山快速隆升与吐鲁番盆地的快速沉降. 这种构造样式与横跨天山的另一条剖面, 即沙雅-布尔津剖面所揭示的岩石圈结构不同, 表明在这两条剖面之间可能存在重要的构造边界.     

新疆天山中段地壳和上地幔顶部P波速度结构研究

天山造山带一直以来是研究盆山耦合作用的理想场所,深入理解这一地区的壳幔结构对认识天山造山带深部动力学过程具有重要意义.本研究基于2009—2020年新疆区域数字地震台网固定台站、震后架设应急流动台站以及部分宽频带流动地震台站记录到的M_S≥1.5地震到时资料,采用双差地震层析成像方法反演获得了新疆天山中段精细的地壳和上地幔顶部三维P波速度结构和地震震源参数.结果显示：新疆天山中段具有复杂的深浅构造关系,地壳浅部及上地壳P波速度结构与地表地质构造密切相关,高速异常区对应于天山造山带,低速异常区对应于沉积盆地.研究区中东段中地壳和下地壳存在较大范围低速区,与两侧准噶尔盆地和塔里木盆地上地壳和中地壳低速区相连,且准噶尔盆地和塔里木盆地下地壳及上地幔顶部双向均向新疆天山中段下方倾斜.结合前人诸多研究成果推测,在南北向构造挤压作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地双向向天山造山带壳幔岩石圈发生“层间插入与俯冲削减”.重定位后地震分布显示,地震震源深度优势范围为0～25 km,主要沿断裂带、盆山结合部以及不同块体接触部位分布,且与壳内低速体有较好的相关性.这些结果可能为研究新疆天山中段...     

剥蚀及同构造沉积作用对断层活动性影响的实验模拟研究

<正>在统计分析内陆构造地震活动的空间分布特征时,容易发现构造地震活动带主要分布在造山带内部或者其盆山耦合带,如我国天山造山带、西昆仑造山带、龙门山褶皱造山带以及伊朗扎格罗斯褶皱造山带等。这些地震频发区域具有两个明显的构造特征,一是造山带隆升往往伴随着比较强烈的区域剥蚀作用,二是盆山耦合带容易沉积巨厚的同构造沉积地层。前人研究表明断层活动和盆山体系的剥蚀、沉积特征之间存在相互影响的作用。那么在构造地震诱发时,区域剥蚀作用和同构造沉积作用对断层活动性具有怎样的影     

地壳和上地幔地震活动性的地球动力学和地球物理标志

无论地壳还是地幔都发育着地震过程,地震与地球内部过程关系的理念早就成为地质学原理。下面以天山地震成因带和毗邻地区为例,分析研究可以识别孕震带的最佳标志。4.1地球动力学标志通过对天山造山带地壳的地质发展、构造体制、巨大构造带和地震活动性的比较分析,查明了地震活动性的地球物理的共同和特殊标志,共同标志有:——构造运动的总方向和特征改变,最新发展阶段的构造图式重新调整;——最新构造运动具有强度和差异性特征。在这方面,天山新构造不均匀性是最佳的地震活动标志。天山造山带最新地球动力学的重要特性归纳如下:中生代发生地…