长沙—湘潭一带第四纪断裂体系及形成背景探讨

长株潭地区第四纪断裂发育,但与其相关的研究工作非常薄弱.本文根据野外观测资料和第四纪沉积等厚图,结合前人已有资料,对长沙—湘潭一带第四纪断裂发育特征进行了归纳总结,初步厘定了第四纪断裂活动期次,探讨了断裂活动的时代和构造背景.区内第四纪规模断裂以NE 向为主,次为NNE 向和NW 向,个别EW 向~NW W 向;不同走向断裂均可为正断裂或逆断裂;部分断裂为晚更新世以来仍有活动的活动断裂.湘潭九华奔驰路开挖剖面上产状陡倾的小断裂发育,并可分为NW 向左行走滑断裂、NE 向右行走滑断裂、EW 向左行走滑断裂以及NNE 向正断裂等4组.根据奔驰路小断裂的活动期次,结合规模断裂的发育特征和区域构造背景,初步总结提出长沙—湘潭地区第四纪断裂活动可分为4期:第一期为NE 向、NNE 向、NW 向、EW 向的规模正断裂和小型正断裂,形成于早更新世—中更新世中期的区域伸展构造环境;第二期为NE 向~NNE 向规模逆断裂,形成于中更新世晚期区域NW 向挤压应力;第三期为奔驰路NW 向左行走滑与N E 向右行走滑小断裂,形成于中更新世末—晚更新世区域EW 向挤压应力;第四期为N W 向逆断裂及奔驰路EW 向左行走滑小断裂,形成于晚更新世—全新世区域NE 向挤压.上述第一期断裂可能与地幔上隆背景下深部物质迁出导致洞庭盆地及周缘产生伸展断陷有关;后3期断裂可能分别与菲律滨板块、青藏块体、印度—澳大利亚板块的挤压有关.本文研究反映出区域第四纪构造变形特征、构造体制及动力机制的复杂性.     

从断裂构造形迹分析汶川地震构造应力场特征

通过对四川汶川地震野外断裂构造形迹的实地考察的部分资料,结合汶川地震震源机制解等,分析了该区域构造应力场特征,对研究该区域地震活动有一定的指导意义.     

龙门山中段前山构造变形期次及应力场研究——以都江堰剖面为例

龙门山造山带是中国大陆的主要造山带之一,通过对龙门山中段都江堰剖面的实测研究,描述了该剖面在宏观上的构造特征,并以都江堰剖面为例对龙门山中段前山构造变形期次及应力场做了探讨。认为区域主要应力有五期,第一期NE-SW向,第二期S—N向,第三期NW—SE向,第四期铅直方向,第五期S—N向,从燕山中晚期持续到喜山期。     

中国第四纪的构造事件与应力场

在早、中更新世之间(０．７３ＭａＢ．Ｐ．)我国存在一次重要的构造事件,由此第四纪便分属两个构造期：喜马拉雅期(２３．３—０．７３ＭａＢ．Ｐ．)和新构造期(０．７３Ｍａ以来)。在这两个时期内,具有截然不同的构造应力场、不同的形成机制、不同的构造变形方式、方向、不同的扩张或缩短速度、不同类型的火山喷发、不同方向和不同位置的火山喷发带,并且也造成完全不同的构造地貌特征。     

海峡西岸沿海地区构造地貌特征与断裂第四纪活动性

构造地貌是由地壳新构造运动直接形成的一种动态的、积极活跃的地貌或地形,断层活动控制下的构造地貌的发育演化可以作为比较直观的断层活动证据,本文通过开展遥感解译、地面调查和综合勘查等工作,对长乐-南澳断裂带地区的构造地貌特征及第四纪活动性开展了研究,结果表明：测区北东向与北西向两组断裂控制了本区的地貌发育,形成了纵切成条、横切成块的地貌格局;断裂带线性影像特征清晰,具有明显的分带性;可见多种对断裂第四纪活动性有指示意义的微地貌发育,说明断裂带局部在第四纪有一定活动性,活动方向有垂直和水平两种;区内主要断裂带的活动性有一定的差异,自西北向东南、自内陆向沿海活动性逐渐增强,断裂的主要活动时代为晚更新世以前,局部地段有全新世活动的迹象。     

那拉提断裂晚第四纪活动及其反映的天山内部构造变形

对天山内部大型断裂带晚第四纪以来变形特征的研究是认知天山现今构造变形特征的重要途径。在大比例尺遥感影像解译的基础上,利用野外调查测量、探槽开挖及热释光测年的方法,对那拉提断裂进行了研究。那拉提断裂是一条晚第四纪以来仍有较强活动的大型逆冲左旋走滑断裂带,断裂带宽度巨大,由多条倾向不同的次级断裂组成,分布在南北宽数公里的范围内,这些滑动面是逆冲走滑断裂在地表分散形成的“正花状”构造。晚第四纪期间,那拉提断裂曾多次发生过断错地表的强震事件,是天山内部一条重要的地震构造带。断裂断错了那拉提山前晚第四纪以来的各级地貌面,主要表现为断层陡坎、冲沟水系和地貌面的左旋位移,根据实测陡坎高度和对应地貌面的定年,获得断裂所造成的南北向地壳缩短速率在0.8~1.1mm/a左右,表明天山内部同样存在明显的构造变形。结合目前已有的地震地质研究资料,对天山山前和天山内部吸收的变形量分配进行了讨论,认为天山南北两侧山前对变形量的吸收调节作用并不显著高于天山内部。那拉提断裂具有左旋走滑特征的发现,对于理解天山现今变形方式以及应变分配具有重要的意义。     

元谋断裂晚第四纪活动特征及其构造应力分析

利用冲沟、山脊等断错构造地貌的卫星遥感图像解析,结合野外构造地貌观测以及断层露头剖面的研究,详细分析了元谋断裂一平浪-江边段的晚第四纪活动特征。研究结果表明,元谋断裂一平浪-江边段在晚更新世末期-全新世以左旋走滑活动为主,兼有一定正断层分量,其晚第四纪走滑速率大致为 0.45～2.60mm/a,其中一平浪-大龙潭一带,水平滑动速率约2.00mm/a,垂直滑动速率为0.07mm/a;   木莲旧-秧田井一带,水平滑动速率接近0.53mm/a,垂直滑动速率为0.06mm/a;   乐胜古-江边一带,水平滑动速率接近1.42mm/a,垂直滑动速率为0.04mm/a。同时表明,断裂表现出至少两期明显活动的分段性特征：  较早期活动时间大致为 50.87±4.32～53.23±5.89kaB.P.,为一平浪-秧田井段的最新活动时间,且一平浪-江边整段均活动;   在秧田井-江边段,断裂最新活动时间应晚于17.92±1.52kaB.P.。2008年8月30日的攀枝花61级地震的震源机制解也显示出与元谋断裂晚第四纪左旋走滑的活动特征一致。     

嘉峪关断裂晚第四纪新构造活动特征

嘉峪关活动断裂位于嘉峪关市, 是与河西走廊中3个斜向隆起之一的嘉峪关-文殊山隆起密切相关的活动断裂, 也是祁连山北缘-河西走廊活动断裂体系的组成部分。该断裂走向320°, 呈线状延伸; 断裂切错前白垩系、白垩系、新近系和上更新统; 在剖面上断裂表现为南西盘上升、北东盘下降, 平面上表现为明显的右行走滑运动。晚更新世晚期~全新世存在5期明显的新构造活动, 分别发生于距今稍大于4.3ka、稍大于12.9ka、20.0~23.2ka、35.5~45ka和稍大于58.1ka。断裂粘滑活动为主, 并具明显古地震特点。      

龙门山北东段山前断裂第四纪构造活动性与构造地貌特征

在Landsat遥感图像解译、ASTER GDEM数据处理、地形图分析、地质图分析和地貌剖面制作的基础之上,结合野外构造地貌考察与观测,对龙门山北东段山前区域内的构造地貌进行了定量、半定量分析,研究发现沿山前发育的水系及其演化、河道形态、河床高程、冲积扇展布均与大规模逆冲断裂有关,河流阶地不对称分布说明龙门山北东段山前断裂在扩展过程中存在着由北东向南西迁移的特征。通过宇宙核素成因埋藏年龄测试技术测定了古冲积扇的形成年龄,并利用古冲积扇的高程差异及扇根间距计算了龙门山北东段的第四纪活动速率,表明自1.73 Ma、0.54 Ma以来,龙门山北东段山前逆冲断裂的隆升速率分别为0.06 mm/a、0.09 mm/a;右旋走滑速率分别约为2.31 mm/a、1.48 mm/a。

     

广州番禺眉山阶地第四系剖面的年代学框架及构造学意义

眉山阶地第四系剖面地处番禺断隆区的边缘,毗邻狮子洋断陷区,是珠江三角洲第一次海侵所到达的区域,附近的断裂包括文冲断裂、化龙—黄阁断裂、新会—市桥断裂等三角洲内典型断裂。发育于网纹红土基座上的堆积阶地,自下而上大致分为杂色砂层、白色砂层、淤泥质层3层,构成一个完整的从动水环境到静水环境的沉积旋回。野外调查及14C测年和光释光（OSL）测年结果表明,眉山第四系剖面年龄约在70～30 ka B.P.之间,相当于深海O同位素4—2阶段。结合前人的研究资料,认为阶地面与沉降区的下旋回原本在同一高度,但自晚更新世以来,在断块差异升降中被错开,垂直距离在20 m以上,直观地指示了断隆区与断陷区的运动特征。     

库车坳陷新生代构造应力场恢复

库车坳陷的构造变形及演化与南天山造山带的发育密切相关。库车坳陷新近纪以来的喜马拉雅晚期构造运动最为强烈,形成了天山山前大型冲断带,并造就了现今的构造格局。通过对库车坳陷北部构造样式的识别及各种应力场指示标志的测量、统计和构造解析,对野外获得的应力场指示标志划分了期次,认为喜马拉雅晚期应力场标志为近南北向挤压。结合库车坳陷区域构造要素,如地质体几何形态、边界条件、岩石力学参数等,运用弹性力学有限元数值模拟的方法获得了喜马拉雅晚期库车坳陷的区域应力场。模拟结果表明,库车坳陷喜马拉雅晚期最大主压应力方向为近南北向,与古应力场标志拟合较高,可以为库车坳陷裂缝预测和评价提供依据,对勘探开发有应用价值。     

西藏札达盆地控盆断裂有限元数值模拟

札达盆地是喜马拉雅构造带中的一个山间断陷盆地,其演化过程与盆地两侧的控盆构造密切相关。对控盆断裂的构造应力场进行模拟计算,将有助于进一步深化对本区构造控盆的认识。因此,在对盆地构造地质进行详细调查的基础上,结合本区的深部地质与地球物理资料,对札达盆地控盆断裂的构造应力场进行了模拟。计算结果表明,札达盆地的演化明显受盆地两侧边界断裂的控制,札达盆地是在整体南北向挤压应力的作用下,不同块体差异隆升作用的结果。其南侧的控盆断裂为北倾的正断层,北侧的控盆断裂为南倾的逆断层,二者共同形成了南降北升的翘板式断陷盆地运动过程,是喜马拉雅地块在陆内汇聚挤压构造环境中构造应力场调整的一种方式。     

岷山隆起边界断裂构造活动初步研究

岷山隆起西以岷江断裂为界,东为虎牙断裂。该地区构造活动强烈,地震活动频繁,是重要活动区。岷山隆起是岷江断裂和虎牙断裂由西向东的推覆逆掩运动差异运动导致的。GPS及地质研究表明岷江断裂、虎牙断裂现今仍在活动。岷江断裂为左右旋走滑断裂,运动速度大于2mm/a;虎牙断裂整体速度2.55mm/a,断裂性质为右旋走滑断裂,而震源机制解为左旋走滑断裂。这一结果,可能与GPS观测时段、位置及断裂面结构、几何特征有关。     

Simulation of three-dimensional tectonic stress fields and quantitative prediction of tectonic fracture within the Damintun Depression,Liaohe Basin,northeast China

Tectonic fractures are important factors that influence oil and natural gas migration and accumulation within “buried hill” reservoirs. To obtain a quantitative forecast of the development and distribution of reservoir fractures in the Damintun Depression, we analyzed the characteristics of regional structural evolution and paleotectonic stress field setting. A reasonable geological model of the research area was built based on an interpretation of the geological structure, a test for rock mechanics, and experiment on acoustic emission. Thereafter, a three-dimensional paleotectonic stress field during the Yanshan movement was simulated by the finite element method. Rock failure criterion and comprehensive evaluation coefficient of fractures were used to determine the quantitative development of fractures and predict zones that are prone to fracture development. Under an intense Yanshan movement, high stress strength is distributed in the south and northeast parts of the study area, where stress is extremely high. The fracture development zones are mainly controlled by the tectonic stress field and typically located in the same areas as those of high maximum principal and shear stresses. The predicted areas with developed fractures are consistent with the wells with high fracture linear density and in locations with high-producing oil and gas wells.     

库车坳陷中段基底断裂特征及其对盐构造变形的影响

基底断裂对盐构造的形成演化过程有重要控制作用。针对库车坳陷盐构造最为发育的克拉苏构造带和秋里塔格构造带,运用最新的二维和三维地震资料解释方案,分析了基底断裂的几何学特征、形成过程,及其对后期盐构造变形的影响。结果表明：库车坳陷不同地区基底断裂和盐构造变形样式有较大不同;基底断裂几何样式的差异,是导致盐构造复杂多变的重要原因。基底断裂的活动一定程度上影响了原始盐层的沉积厚度,还控制了盐构造的发育位置和变形样式。物理模拟实验表明：基底断裂在后期变形中相对于无断裂区可优先活动,使盐下层构造变形的传播距离变大,而盐上层变形传播距离减小。此外基底断裂的活动还可促使断裂顶部盐上层的褶皱作用增强,并发育新的断层。有限元数值模拟实验表明：在构造挤压初期,即使是远离山前的秋里塔格构造带,基底断裂顶部也可出现明显的剪应力和应变增大区域,这是该地区盐构造规模宏大的重要原因。     

北秦岭构造带断裂遥感解译及其构造意义

秦岭造山带位于华北板块与扬子板块之间,造山带内发育若干条近平行的韧性剪切带和夹持其间的岩块,它们和次级断裂组成特有的构造图案。虽有后期脆性断裂的叠加,但依然可以看出这些断裂组成了具有规律性的构造图案,反映出不同的构造型式和构造活动。由于秦岭造山带山高林密,有些地段很难人力进行考察,给该区的构造研究增加了难度。为此,本文利用Google Earth软件获取高分辨率的卫星图像,对其进行影像处理和构造解译,分析了北秦岭地区的断裂构造的变形特征及组合样式,从造山带尺度研究大型断裂带的变形特征、样式图案,探求其运动方式和演化规律。     

第四纪冰川年代学以及新技术研究的现状、问题与趋势

一百多年来,新技术的运用和认识水平的不断提高,给第四纪冰川研究带来重大变化,研究方法和内容大致经历了两个阶段：早期的研究者采用野外地质地貌调查方法,定性描述冰川地貌和冰碛物沉积特征及其分布,根据冰川遗迹的相对位置和风化程度划分了4~6次经典冰期;20世纪80年代开始到21世纪初的近30年间,采用放射性碳、光释光和电子自旋共振、宇宙成因核素暴露年代,以及火山灰钾氩法/裂变径迹等测年技术测定冰川地貌及其相关沉积物的数值年代。其他新技术的不断涌现,定量化描述冰川遗迹,解决了许多以往第四纪冰川研究不能解决的问题,还发现了不少新的科学问题。结果表明：1）相当于深海氧同位素3阶段的大规模冰进、末次冰盛期（Last Glacial Maximum,简称LGM）、末次冰期早阶段的时代和倒数第二冰期的时代在全球范围内可以对比;北美洲、南美洲和青藏高原最老的冰期时代大约1 Ma。2）采用3S技术（GPS、GIS和RS）并结合野外调查,发现海洋性冰川作用区冰下磨蚀量与冰流速成2次方的定量关系,定量描述古冰川分布和平衡线的空间变化,最近和未来将采用数值模型并结合野外调查模拟山地冰川的面积、体积和平衡线等对气候变化的响应和反馈作用,并进一步提高实验室测年水平,对冰碛物精细测年,以利全球冰期对比和古冰川气候模拟。