全球构造格局及其动力学机制研究

本文从地质力学观点出发，概述了全球构造的基本格局，即地球表层巨型构造（中、新生代造山带、裂谷系、板块边界、大型剪切网络等）的展布与地球坐标系和自转轴之间存在着一定的联系。它可能是由于地球自转惯性力所引起的导向和联通作用，把地球的热力、重力、物质间联系力、西向引潮力及其它有关天文因素等多种力源，在地球层圈滑脱效应和应力－时间效应的条件下，联合成统一的动力系统，构成全球构造格局形成的驱动机制。文中还提出了沿着这一条思路开展研究的方法和设想。     

周期荷载下盐岩的疲劳变形及损伤特性研究

利用RMT－150C型岩石力学多功能试验机,进行了盐岩单轴循环荷载作用下的疲劳试验,研究了盐岩的疲劳强度、变形及损伤特性。试验结果表明,当上限应力大于“门槛值”时,盐岩疲劳破坏时的轴向应变可以分为初始变形、等速变形和加速变形3个阶段,呈疏－密－疏的发展过程。改变上限应力和平均应力会显著影响疲劳的进程,提高上限应力值和平均应力值,初始轴向变形和循环轴向变形的比率都会提高,疲劳破坏时的总循环次数显著减小。盐岩疲劳破坏终点的变形量同样受静态轴向应力-应变全过程曲线的控制,控制误差范围在10%左右。循环荷载作用下,盐岩的变形模量经历了一个先逐渐增加,后缓慢降低,最后加速减小的过程。对循环荷载作用下盐岩疲劳损伤演化规律进行了初步探讨     

赣西袁水坳陷卡林型金矿床地质特征

赣西卡林型金矿受地层层位及构造控制,呈层状、似层状及透镜状产出。规模为中小型。金矿化与硅化、黄铁矿化及有机碳关系密切。主成矿温度平均150℃左右,成矿压力为247×105Pa～608×105Pa。成矿流体是以大气降水为主的热卤水。     

周期性循环载荷作用下岩石声发射规律试验研究

声发射是岩石等脆性材料内部损伤的伴生现象。在周期性循环载荷作用下通过改变不同应力幅度和不同加载速率对细粒砂岩进行声发射试验研究,探讨了声发射在周期性载荷作用下的声发射规律。研究结果表明,改变上限应力对声发射现象的影响显著,而改变下限应力的影响主要在循环末期,提早了每个循环声发射产生时间;加载速率的增加提高了声发射率,特别是循环过程中主裂纹的形成和扩展阶段,加快了岩石破坏进程;不同应力幅度和加载速率下声发射表现出不同的发展模式,不同模式预示着不同的岩石变形破坏速率。     

湘西北西向褶皱系的发育特征及其研究意义

湘西地区的北西向构造以北西向褶皱变形为主,它横跨于该区北东向构造带之上,并对汞矿床等具有重要控制作用。     

略论华北地块北缘显生宙三类不同的造山作用

华北地块北缘显生宙发育3种不同类型的造山作用。古生代,华北地块北缘处于古亚洲洋构造域,造山作用属陆缘俯冲-碰撞型,形成以EW向至NEE向为主的褶皱、逆冲推覆构造及韧性剪切带等构造类型。造山机制与古亚洲洋板块向南俯冲-碰撞导致近SN向构造动力的挤压作用密切相关。中生代,华北地块北缘处于西滨太平洋构造域,造山作用以陆内挤压型为主,形成以NE-NNE向与近EW向为主的多期不同方向的褶皱、逆冲断裂、推覆构造、韧性剪切带及局部地区的固态塑性流变构造等构造类型;造山动力以古太平洋(或Izanagi)板块西向俯冲导致NW-NWW向强烈挤压力为主。新生代,华北地块北缘虽仍属西滨太平洋构造域,但造山作用以陆内伸展型为主,裂谷作用与陆内伸展构造居主导地位,褶皱变形微弱,张性-张扭性断裂活动显著,形成现今盆-山构造地貌格局;造山动力以NW-NWW向主张应力为主。造山类型的两次重大转换分别发生于早、中三叠世与晚白垩世。      

大兴安岭地区古利库金(银)矿床成因探讨

古利库金(银)矿床的形成与早白垩世中晚期火山喷发活动及其所形成的火山穹隆构造有关,矿体定位于火山活动波及范围内,平均成矿温度220℃,平均成矿压力135×105Pa,成矿深度约500～600m,属冰长石-绢云母型浅成低温热液矿床,与国内外同类型矿床具有可比性.     

“三带”天气系统交会和引潮力共振对华北特大暴雨形成的影响

分析、研究华北和邻近的辽宁地区曾发生过的“58.7”、“63.8”、“75.8”和“30.8”等4次罕见特大暴雨,结果表明,它们的气象学成因都是由于热带、副热带、西风带三种不同性质的天气系统的特定配置,引起暖湿气流和干冷气流在本区交绥所致。而这些天气系统的特定配置又与引潮力共振的特定迭加有密切联系。尤其是在暴雨天气形势具备之后,如果华北继续遇引潮力共振减压的迭加,将触发罕见特大暴雨的发生。其中台风在影响本区时(假定台风登陆我国大陆时强度为35m/s),如遇一个引潮力共振减压,当天的最大日降水可达500mm左右;如一天内遇两个引潮力共振减压的迭加,则当天的最大日降水将达1000mm左右。     

胶东地区晚中生代岩浆活动及对大地构造的制约

应用近十几年来胶东地区及其周边岩浆岩体的同位素测年资料,结合几个岩体的新的SHRIMP测年数据(牙山岩体117.7Ma,院格庄岩体113.4Ma,正长斑岩脉115.7Ma),系统研究了该区晚中生代以来的岩浆活动规律,结果表明,该区可分为4个岩浆活动期;(1)晚侏罗世构造-岩浆热事件(150~160Ma),以玲珑-滦家河型岩体为代表,是在区域挤压构造应力作用下侵入的,属同构造或同造山时期的岩浆作用。(2)早白垩世早期构造-岩浆热事件(135~125Ma),以郭家岭岩体为典型,该时期的岩浆活动均具有双峰式岩浆作用特征,反映了伸展动力学背景。(3)早白垩世中晚期构造-岩浆热事件(125~105Ma),以崂山花岗岩为特征,该阶段对应于中国东部岩石圈大规模的减薄时期,是大陆裂谷作用的高峰期。(4)晚白垩世-古新世基性-超基性火山作用。本文还探讨了岩浆活动的地球动力学因素及其对大地构造的制约。     

循环作用下粘土应变软化研究

循环荷载作用下,饱和软粘土将发生应变软化现象。通过对杭州饱和软黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究循环次数、循环应力比、固结比、频率、超固结比对土体应变软化的影响。试验结果表明,循环次数的增加,循环应力比的提高,都将加快土体软化;循环荷载作用下,软黏土存在临界循环应力比,当循环应力比较小或较大时,软化指数与lgN近似为线性关系,而当循环应力比在临界循环应力比左右时,两者表现为明显的曲线关系。     

南水北调西线第一期工程调水区水压致裂地应力测量及其工程意义

本文介绍了水压致裂地应力测量原理和方法及其在南水北调西线工程中的应用。在调水工程沿线测得主应力大小、方向,并分析了其相互关系和分布规律。结果表明现今地壳应力场水平主应力占主导地位,属逆断层状态,且σ_Hmax/σ_V较大,属于构造影响强烈地区,主压应力方向总体呈NE向,与区域构造线呈锐角相交,是造成区域大多数断裂压扭左行运动的主要动力。进一步分析了深埋隧道发生岩爆灾害的可能性,为南水北调西线工程各引水线路的优化设计和隧道灾害防治提供了可靠资料。      

Some source and medium properties of the Vrancea seismic region, Romania

Simple spectral theory of seismic sources was used to determine source parameters directly related to medium properties (stress drop, seismic efficiency and fracture energy) and quality factors of the Vrancea (Romania) seismic region. The results show an increase in maximum static stress drop, maximum seismic efficiency and fracture energy with depth. The seismic efficiency is magnitude independent, but the stress drop is magnitude independent only for events with M_L > 3.8; below this value, the logarithm of stress drop increases quasi-linearly with magnitude. In the depth interval 50–160 km the stress drop increases with a slope of about 2–3 bar/km. The fracture energy per unit area of the fault has values of the order of 10⁵–10⁸ erg/cm².The frequency independent quality factors indicate that the attenuation of P waves is generally higher than that of S waves and that Q_p values are in agreement with recent tectonic models for the Vrancea region: total decoupling of the slab now sinking gravitationally is present only in the southwestern part of the Vrancea region, as suggested by the spatial position of intermediate depth hypocenters.     

冀东宽城-青龙-金厂峪金矿集中区早燕山期构造应力场及其对金矿化的控制作用

冀东宽城-青龙-金厂峪金矿集中区早燕山期地壳运动与构造-岩浆活动强烈,形成了区内NE向、EW向与NW向压扭性-扭性主干断裂构造-岩浆带与20多个金矿床。早燕山期构造应力场对这些断裂的形成演化与金矿的成矿作用有重要的控制意义。在野外调研与古构造应力测量的基础上,确定受力方式、位移方向与若干地点的差应力值,进而应用有限元计算模拟方法,剖析早燕山期区域平面构造应力场及其与金矿化的关系。结果表明,该金矿集中区早燕山期区域最大主压应力方向以NW-SE向为主,最小主压应力方向以NE-SW向为主;区域构造应力值变化于2.5-220MPa;构造应力方向、构造应力大小与应力梯度带对金矿化均有明显的控制作用。      

构造应力场研究的新进展

本文阐明构造应力（主应力与剪应力）方向的研究方法以及最新研究成果，指出全球各地区在某一时期的应力方向可以是各不相同的，同一地区在不同地质时期内的构造应力方向也是截然不同的，并且应力方向的转变周期也不相等。在概述了应力大小的研究方法之后，作者介绍了构造应力大小研究中的两个新成果：（１）构造应力主要集中在岩石圈内，（２）构造应力从板块边缘向内部具有明显的衰减趋势。至于构造应力积累时间，一般认为是ｎ×１０￣７年的缓慢过程，而应力释放时间则为ｎ×１０￣６年的过程，是一种灾变性、较快的流变过程。构造应力场数学模拟方法已经比较成熟，构造应力的起源问题则为当今构造地质学的前沿性课题之一，对此本文较客观地进行了探讨。     

重力和构造力在地壳中的作用

本文对于“上覆岩石重力数值等同于静水压力数值”的认识提出了新的看法，地壳中应力场Ｔ可以看成是一个静水压力Ｐ和一个差应力σ的复合、则静水压力Ｐ是由重力附加静水压力ＰＲ和构造力附加静水压力ＰＳ两者叠合而成，而不仅仅是来自上覆岩石的总重量，有限元模型计算表明，在同样外力条件下，从挤压变形带，剪切变形带到引张变形带中的各带构造附加静水压力值呈降低变化，即ＰＣ〉ＰＺｈ〉Ｐｔ，因而构造附加静水压力得造成局部静     

略论构造运动节律与构造运动序列

准确鉴定构造运动时期是研究地壳构造与构造运动规律的一项重要基础工作。文中将有关地层接触关系、形变特征、建造类型、构造演化、构造事件的同位素计年以及动态定量观测等不同方面的具体分析有机地结合起来，鉴别构造运动的时期与性质，进而依据实际资料，阐明构造运动节律所具有的普遍性、级别性、可对比性以及一定的时空迁移性等特点，提出构造运动序列的概念，并以中国北方若干构造区带为例，阐明构造运动序列的划分问题。     

Stress amplification in the upper crust and the development of normal faulting

Finite element analysis of lithosphere deformation, incorporating failure criteria based on the Modified Griffith Theory for an elastic upper crust and a visco-elastic rheology for the lower crust and lithospheric mantle, demonstrates that normal faulting as a result of comparatively small, horizontal tensile stresses acting throughout the lithosphere can occur by the phenomenon of stress amplification. The use of a simple, Newtonian viscosity or of power law creep for the visco-elastic material does not significantly change the results. The time to failure is dependent upon the magnitude of the applied stress and the effective viscosity of the underlying material. For an applied stress of 20 MPa and a constant viscosity of 10²³ Pa s failure is predicted after 1.19 Ma, with a fault plane hade of about 30°. A decrease of one order of magnitude in the viscosity of the lower crust results in a slightly shorter time to failure whereas an increase of one order of magnitude results in a very much greater failure time.     

The Palomares brittle—ductile Shear Zone of southern Spain

The Palomares Shear Zone is a major Neogene-Quaternary strike—slip zone which transects the crust of the Betic Cordillera in SE Spain. The shear zone and the mechanisms that led to its formation are discussed and illustrated on the basis of detailed compilations of both the local and regional geology. It is emphasized that the formation of the Palomares Shear Zone was not an isolated tectonic event, but part of a complex Neogene tectonic history. The Neogene evolution of the Betic-Rif orogen and its central Alboran Basin is characterised by the following events: (1) emplacement of the Alboran Diapir with resulting nappe-shedding from the overlying crust between 25 and 20 Ma ago; (2) onset of the subsidence of the Alboran Basin between 20 and 15 Ma ago due to cooling of the Alboran Diapir and the overlying crust; (3) formation of the Cabo de Gata Volcanic Chain between 15 and 8 Ma ago; and (4) refolding of the nappe sheets in the Betic-Rif orogen into a basin and range structure about 7 Ma ago. Continuous activity of the Crevillente Fault of southern Spain may have occured over a period from 20 Ma ago up to the present. The interrelated Palomare Fault in SE Spain was probably formed between 15 and 8 Ma ago and seem to be active still. The Palomares Shear Zone affects a rock volume 44 km wide, at least 80 km long and 30 km deep. A shear strain—distance diagram constructed across the Palomares Shear Zone and its axial Palomares Fault involves a new method to estimate or constrain the shear strain magnitude along brittle-ductile shears. The typical tensor shear strain rates in the approximately 20 km thick ductilely deformed walls of the Palomares Fault are of the order 10⁻¹³–10⁻¹⁴ s⁻¹. The tensor shear strain rate along the Palomares Fault itself is of the order 10⁻¹²s⁻¹ and the time averaged relative displacement rate of its walls is about 2 mm a⁻¹. The range of strain rates within the Palomares Shear Zone are interpreted to be due to a combination of various flow-softening mechanisms: geometric, structural, thermal and strain-rate softening. These softening mechanisms might explain the difference in vertically averaged viscosities of 10²⁰ Pa s and 10²⁵ Pa s or lower suggested for the crustal rocks in the Palomares Fault proper and that of the relatively rigid boundaries of the Palomares Shear Zone, respectively.     

全球超大型斑岩铜矿浅析

燕山-喜马拉雅期构造运动，引起印度板块与欧亚板块剧烈碰撞、太平洋板块向东俯冲与美洲大陆向西漂移，产生了"加厚旋涌"效应，即下地壳的加厚并深插上地幔软流圈，改变了软流圈运动方式而上涌，伴随强烈的岩浆活动和成矿物质上涌，完成了大规模成矿作用，在特提斯-喜马拉雅地区和太平洋东部边缘产出世界级超大型斑岩铜矿系列.初步提出太平洋东部边缘成矿作用明显超过特提斯-喜马拉雅地区原因.     

特察模型在孔隙性岩石中应用的局限性浅析

地层压实过程中的静力平衡涉及到异常地层压力的形成和地层压力的计算方法。本文认为经典的特察模型不利于表达孔隙性岩石中微观的静力平衡;有效应力并非与孔隙度有直接对应关系;颗粒应力是岩石骨架中传递的真正应力,而且在纵向上颗粒应力变化比较复杂。这些结论影响到地层压力计算模型中的一些基本假设条件。