西冈底斯中段中、新生代火山岩的大地构造意义

最近２０年,西藏—喜马拉雅高原地质研究经历了一个辉煌的时代。一些新的地球物理技术和遥感测量手段增加了我们对高原岩石圈结构的细节及地表的现代构造活动的了解。然而关于高原的形成时间及机制的细节仍是主要的争论点,仅从现今岩石圈结构的“快照”并不足以解决问题...     

中国地质科学院高锐当选中国科学院院士

正据中国科学院12月7日消息,2015年中国科学院院士增选和外籍院士选举结果揭晓。中国地质科学院地质研究所高锐研究员当选中国科学院院士。高锐,1950年生,1981年毕业于长春地质学院应用地球物理专业,获硕士学位,1981年起至今在中国地质科学院工作。现任中国地质科学院地质研究所岩石圈研究中心主任,博士导师(2000年起);国土资源部深部探测与地球动力学重点实验室(筹)主任。高锐长期从事地球物理与深部构造研究,主要运用深地震反射剖面研究青藏高原及其他大陆岩石圈结     

青藏高原多向碰撞─揳入隆升地球动力学模式

论证了青藏高原形成与隆升过程中的变形构造格局。岩石圈结构、青藏高原隆升与周边前陆沉积盆地耦合关系、高原隆升的地球动力学模式等。提出青藏高原碰撞-隆升过程中,高原边缘以走滑-挤压构造为主,高原内部以伸展构造为主;高原隆升过程中,岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过青藏高原及周边岩石圈结构及隆升过程变形作用时-空耦合关系的对比研究,建立起青藏高原隆升机制的多向碰撞-入隆升地球动力学模式。     

青藏高原多向碰撞─揳入隆升地球动力学模式

论证了青藏高原形成与隆升过程中的变形构造格局。岩石圈结构、青藏高原隆升与周边前陆沉积盆地耦合关系、高原隆升的地球动力学模式等。提出青藏高原碰撞-隆升过程中,高原边缘以走滑-挤压构造为主,高原内部以伸展构造为主;高原隆升过程中,岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过青藏高原及周边岩石圈结构及隆升过程变形作用时-空耦合关系的对比研究,建立起青藏高原隆升机制的多向碰撞-入隆升地球动力学模式。     

青藏高原构造动力及变形机制的弹性有限元分析

利用现今青藏高原地质和地球物理研究成果,本文建立了垂直高原总体构造走向的南北向直立剖面的有限元模型,其根据实际资料,划分成分层和有限单元。在此模型基础上进行弹性材料的计算模拟和分析。 印度板块向北运动挤压、高原北部岩石圈阻碍及软流圈拖曳是青藏高原北移变形、隆升和地壳增厚的动力机制;重力及其均衡调整作用是地体间相对运动和地体内差异运动的主要动力,另外青藏高原还受地壳和上地幔结构构造的影响。计算模拟还得到了一些有实际意义的结果,如活动的地质构造和地球物理现象的分带集中、主边界和雅鲁藏布江等地体边界断裂的逆冲性质、各地体南部地表的南倾正断层及喜马拉雅山南坡向南的重力推覆等。     

青藏高原地球动力学初探

青藏高原是当今世界上最高、最大和最年轻的高原。青藏高原的地球动力学研究是一个复杂而饶有兴趣的问题。本文试图从高原的范围、地球物理特征、地震活动、构造演化和新构造运动等方面探讨其地球动力学过程。 从新构造分析,笔者着重指出,青藏高原是欧亚大陆板块中最活动的一个块体,它在造就中国乃至东亚新构造运动的格局方面,是一个十分重要的因素。     

中国岩石圈动力学概要

本文是1:400万“中国及邻近海域岩石圈动力学图”说明书的节要。它对我国现今活动着或在新生代活动过的地质和地球物理作用过程作了综合概括,重点是板内现象,并从板块构造作用基本过程上对它们加以解释。中国的岩石圈很不均匀。其动力学涉及8个活动亚板块和有关的17个构造块体的性质、它们的相对运动和构造应力场、以及新构造变形的特征。阐明了我国岩石圈现今运动和变形及其与深部过程的关系和横向非均匀性、密度差及应力状态等将会导致运动的因素。     

中国岩石圈动力学概要

本文是1:400万“中国及邻近海域岩石圈动力学图”说明书的节要。它对我国现今活动着或在新生代活动过的地质和地球物理作用过程作了综合概括,重点是板内现象,并从板块构造作用基本过程上对它们加以解释。 中国的岩石圈很不均匀。其动力学涉及8个活动亚板块和有关的17个构造块体的性质、它们的相对运动和构造应力场、以及新构造变形的特征。阐明了我国岩石圈现今运动和变形     

青藏高原东北缘现今构造变动与地震活动特征

笔者利用青藏高原东北缘20世纪70年代以来的精密水准网和跨断层流动形变网监测资料和近10a来高精度GPS观测结果,结合地质构造和地震活动,研究和探讨了该区现今构造变动和强震活动的一些特征和初步机理。结果表明：①研究区现今构造变动具有空间分布的不均一性和随时间演化的非平稳性,其总体趋势呈现为新构造时期以来的继承性;②构造变动过程中的快速隆升异常区和与之相伴生的高梯度变形带、以及显著地断层活动异常,是较强地震孕育的标志,地震往往发生在具有较高应变积累的区域附近;③印度板块对青藏高原的强烈挤压是该区构造变动与地震活动的主动力环境;构造变动和地震与块体活动及区域构造应力场变化密切相关。     

青藏高原的现今构造变形与地球动力过程

作为地球陆地上最高、最大、最平坦的地貌单元,青藏高原晚第四纪—现今构造变形的运动学状态是研究其深部地球动力作用的重要基础。全球卫星导航系统能够观测几十年时间尺度的地壳运动定量资料,历史记载和仪器观测获得的历史地震资料提供着数百年时间尺度的构造运动和深部变形数据,而上万年时间尺度的活动断裂定量研究数据则揭示着长期、平均构造变形状态。综合这三类不同时间尺度的地表构造变形定量数据,就能够定性推测或定量模拟驱动地表构造变形的深部地球动力作用。本文综合利用上述三类资料,发现青藏高原晚第四纪—现今的运动状态受控于统一的应变场,地表与深部一致,现今与长期一致。最大剪切应变主要分布在高原周边的主要逆冲断裂带和内部的巨型活动走滑断裂带,产生众多的强震;收缩应变和地壳缩短主要发生在周边山系及其伴随的前陆盆地,形成逆冲断裂和逆冲型强震;面膨胀应变和地壳拉张发生在高海拔的青藏高原内部,形成近南北向正断层和北东/北西向共轭剪切断裂系,并控制着正断层型地震的发生;青藏高原的所谓“向东挤出”,不是刚性岩石圈地块在走滑断裂夹持下的向东滑移,而是高原内部岩石圈物质的向东流动和绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转。这种运动状态...     

青藏高原新生代火山活动与高原隆升关系

青藏高原新生代火山岩分布广泛,在时代上几乎贯穿了整个第三纪和早第四纪。火山活动与高原岩石圈的构造演化和隆升过程有良好的耦合关系。高原隆起前、后火山岩在地球化学性质及源区的差异,反映了岩石圈深部地质过程的不同特征。火山活动和高原的隆升都表现了多阶段性和非均匀的特点。推测在上新世末高原面已抬升到4000～4500 m,更新世以来的强烈隆起主要表现为高原周边造山带的构造活化,青藏高原的隆升是多因素综合作用的结果。     

岩石圈的组成、结构、演化及其动力学

前言 岩石圈动力学是地球系统动力学的一个重要组成部分。岩石圈动力学通过地质、地球物理、地球化学与大地测量等地球基础学科开展对岩石圈的组成、结构、演化与动力学的理论、实验与野外观测研究;也开展岩石圈动力学对石油、天然气、煤、金属矿等重要矿产资源的形成、富集、演化和分布规律的评价与预测的应用研究;以及开展地震、水库地震等自然的和人为的地质灾害的成     

青藏高原北部隆升的深部构造物理作用——以“格尔木-唐古拉山”地质及地球物理综合剖面为例

青藏高原北部(东昆仑山-唐古拉山)新生代以来的构造变动,可能是印度板块与欧亚板块碰撞后产生强大板内变形扩展的结果。主要表现为强烈的上隆,在σ_1垂直作用下的水平伸展与挤压作用的交替,盆-山体系的形成,裂谷型火山活动及大规模纵向走滑作用造成的块体逐一向东挤出。利用天然地震对岩石圈进行探测,发现岩石圈下部(下地壳及岩石圈地幔,60-120 km)存在高、低速层紧密相间的水平分带及具左行走滑的岩石圈断裂。综合地质与地球物理资料,本文提出了高原深部地幔底辟作用,建立了高原北部隆升的深部构造物理作用动力源的新模式。     

青藏高原新生代形成演化的整合模型——来自火成岩的约束

深部过程是青藏高原演化的主导因素,其他地质过程都可以看作是对深部过程的响应。因此,一个构造旋回(阶段)的地球动力学事件链可以概括为深部地质过程—幔源岩浆活动—壳源岩浆活动—陆壳增厚—地表隆升—表层剥蚀与沉积,其中幔源岩浆活动的研究成为追索青藏高原演化历史的关键环节。据此,青藏高原演化的关键性时间坐标为80、45、27、17、9和4Ma。青藏高原新生代火成岩具有三种展布形式:与雅鲁藏布缝合带平行的岩浆带、沿深大断裂展布的岩浆带和藏北离散性岩浆分布区,它们分别受控于大陆碰撞、大规模走滑和岩石圈拆沉构造体制,且都受控于印度—亚洲软流圈汇聚过程。据此,文中提出了一个描述青藏高原演化的整合模型:南北向地幔对流汇聚控制了岩石圈块体的相对运动,并最终导致印度—亚洲大陆的碰撞和沿碰撞带的大规模岩浆活动;碰撞之初(白垩纪末期),大陆岩石圈块体的刚性属性有利于应力的远程传递和块体旋转,沿块体边界分布的大型走滑断裂控制了岩浆活动的发生;随着挤压过程的持续进行,岩石圈块体的受热和变形,高原岩石圈的重力不稳定性增加,最终导致拆沉作用和软流圈物质的大规模上涌以及藏北高原的离散性岩浆活动。在高原演化中,岩石圈拆沉作用具有重要意义,许多地质事件的发生都与此有关。同时,软流圈的汇聚还导致软流圈物质的向东挤出,并因此造成青藏高原岩石圈的向东挤出和晚新生代的伸展构造。     

青藏高原壳幔结构构造的基本特征

青藏高原是新生代以来由于印度板块与欧亚板块碰撞而迅速隆起,平均海拔超过4000 m的高原,是研究碰撞过程和形成演化的理想窗口。有关青藏高原的碰撞过程及印度板块岩石圈北缘界线,至今仍然存在较大争议,这可能主要是由于不同研究方法获得认识的差异性和局限性所导致。基于此,本文利用前人深部结构资料,讨论了高原岩石圈的壳幔构造及物质组成等,并从新的地质视角讨论了班怒带的大地构造属性。通过梳理前人的深部结构资料,认为青藏高原的壳幔岩石圈结构较为复杂,如高原内部岩石圈厚度显著大于周缘地区,中下地壳及上地幔广泛分布着低速高导层,这些特殊的地质地球物理结构是印亚板块碰撞的结果。此外,本文进一步对比分析了班怒带的地质与地球物理结构,揭示该构造带两侧存在显著的差异,认为其是印度岩石圈的北缘,这对于认识青藏高原的形成演化具有重要的意义。     

“印度-欧亚大陆碰撞及其远程效应”专栏寄语（附“纲领性工作图件”）

正伴随着五月的鸟语花香,"印度-欧亚大陆碰撞及其远程效应"栏目即将与大家见面。板块构造理论完美地解释了大洋岩石圈的形成和演化,是地球科学的一场革命。但占地球表面积35%的大陆,其岩石圈的构造和变形并没有在板块构造理论中涉及,这是具有重大科学意义的基础科学问题,而青藏高原被认为是发展板块构造理论的最佳场所。印度大陆与欧亚大陆的碰撞与青藏高原的隆升是中、新生代以来地球科学最重要的构造事件之一,它影响着全球,特别是北半球的气候变化;而青藏高原的壳幔结构、动力学过程及其远程效应控制整个地球动力学体制的形成与演化。然而,由于岩石圈结构的非均一性,青藏高原北向扩展及影响在不同地区或构造带表现不同,甚至活动时间也存在差异。比如,在高原北部,北山和阿拉善地块构造活动性较弱,而更北的南蒙古中西部地区构造活动增强,大型陆内走滑构造及其控制的中强地震活动频繁,那么南蒙古地区的新生代活动构造从什么时候开始的?应力如何通过相对稳定的北山和阿拉善地块传递至南蒙古地区的?大陆碰撞与高原隆升的影响能否到达贝加尔湖地区?由印度欧亚大陆碰撞边界的强烈构造挤压到贝加尔地区的构造伸展是如何过渡的?藏南裂谷系与贝加尔裂谷的深部结构与形成机制有什么差异?……。     

中国大陆岩石圈岩石学结构、类型与不均一性

根据中国大陆的地质特征和现今地球物理特征,区分不同地区的岩石圈类型;依据岩石学方法、地球演化模型、地震波速与成分的关系等综合方法,建立了相应类型岩石圈的岩石学结构;根据岩石圈的动力学性质,划分出中国大陆克拉通、造山带、裂谷、边缘海洋壳和岛弧等5大岩石圈类型,首次构建出中国大陆岩石圈岩石学结构模型,展示了中国大陆岩石圈的不均一特征。     

青藏高原形成,演化及动力学研究现状

青藏高原是当今世界上最高、最大和最年轻的高原。它独特的岩石圈结构和构造演化、强烈的新构造运动和环境变迁,对我国乃至亚洲大陆的自然环境和人文地理产生巨大的影响,是打开全球地球动力学的一把金钥匙,近年来在国际上持续地掀起了研究青藏高原热,青藏高原是我国具有特色和优势的研究领域,本文简要地介绍青藏高原研究进展及主要成就,并对其地球动力学问题进行了讨论。     

青藏高原研究的新进展

概述了国家攀登计划“青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统研究”项目四年来以下五个方面所取得的主要成果和进展：（１）高原岩石圈结构演化和地球动力学；（２）晚新生代以来的环境变化；（３）近代气候变化，趋势预测及对环境影响；（４）生态系统结构、功能与演化分异；（５）高原隆起及工春对资源、环境和人类活动的影响。     

岩石圈研究的重要问题与研究方向

岩石圈研究是８０年代和９０年代国际地球科学研究的前沿课题。地球４６亿年的历史记录有９５％都保存在大陆岩石圈中。大陆和大陆边缘岩石圈的研究最具挑战性吸引力。文中笔者简述了研究岩石圈的现代地球物理方法技术,岩石圈研究已取得的重大进展,全球地学断面图的编制和综合研究,大陆动力学热点研究,大陆科学钻探工作,岩石圈生物圈计划,同时介绍了青藏高原的研究状况。青藏高原是全球地球科学家从事研究的最佳野外实验室,它的隆升对亚洲及全球都有重大影响。