准噶尔西北缘斜向挤压构造与走滑断裂

古板块构造研究表明古生代以来,准噶尔地块以斜向方式拼合到阿尔泰（Altaids）造山带构造域内,导致准噶尔西北缘一直处在斜向挤压构造背景之下,并发育高角度逆冲推覆构造带以及横向走滑断裂。地面地质调查、遥感卫星影像解译、大地电磁测深剖面和地震剖面构造解释资料综合研究表明,准噶尔西北缘边界断裂为达拉布特左行走滑断裂,西北缘逆冲推覆构造带为基底卷入的高角度逆冲断裂褶皱带; 在与逆冲带走向相垂直方向,发育有北西向横向走滑断裂,这些断裂为同一斜向挤压构造背景下形成的同期构造,形成时间约在晚二叠到侏罗纪之间。大地电磁测深和地震剖面解释表明,达拉布特走滑断裂控制了西北缘高角度逆冲断裂的分布与性质。西北缘二维和三维地震剖面解释表明,横向走滑断裂样式为正花状构造或者负花状构造,同时具有向南东或北西方向逆冲和拉伸的特征。横向走滑断裂为西北缘逆冲构造南北方向分段的主要断裂,并控制了西北缘中生代地层的沉积。西北缘构造是形成于主边界断裂的斜向挤压作用,而基底卷入逆冲断裂则属非纯挤压形成的逆冲构造。     

准噶尔西北缘斜向挤压构造与走滑断裂

古板块构造研究表明古生代以来,准噶尔地块以斜向方式拼合到阿尔泰（Altaids）造山带构造域内,导致准噶尔西北缘一直处在斜向挤压构造背景之下,并发育高角度逆冲推覆构造带以及横向走滑断裂。地面地质调查、遥感卫星影像解译、大地电磁测深剖面和地震剖面构造解释资料综合研究表明,准噶尔西北缘边界断裂为达拉布特左行走滑断裂,西北缘逆冲推覆构造带为基底卷入的高角度逆冲断裂褶皱带; 在与逆冲带走向相垂直方向,发育有北西向横向走滑断裂,这些断裂为同一斜向挤压构造背景下形成的同期构造,形成时间约在晚二叠到侏罗纪之间。大地电磁测深和地震剖面解释表明,达拉布特走滑断裂控制了西北缘高角度逆冲断裂的分布与性质。西北缘二维和三维地震剖面解释表明,横向走滑断裂样式为正花状构造或者负花状构造,同时具有向南东或北西方向逆冲和拉伸的特征。横向走滑断裂为西北缘逆冲构造南北方向分段的主要断裂,并控制了西北缘中生代地层的沉积。西北缘构造是形成于主边界断裂的斜向挤压作用,而基底卷入逆冲断裂则属非纯挤压形成的逆冲构造。     

滇西北金沙江结合带的斜向走滑构造

斜向碰撞引起的走滑转换现象,是大陆造山带一种常见的构造样式。金沙江结合带中的斜向走滑构造是最夺目的定型构造。它的形成演化,成为大陆造山带陆内汇聚阶段的主要地质事件。笔者以区域地质调查资料为根基,利用斜向走滑构造的理论,对金沙江结合带拖顶地区的一些地质问题进行讨论。     

沿大型走滑断裂系的隆升

伴随大型走滑断裂系的运动,可以产生出乎预料的铅直断距。由于大型走滑断裂的运动矢量只是近水平的,沿着大型走滑断裂系发生的数百公里的走滑使得微小的铅直运动分量积累成十几公里至几十公里之巨的铅直断距,足以使中-下地壳的岩石抬升出露。通常,大型走滑断裂系活动时,它的水平位移速率很大。因此,伴随它的垂直位移速率也非常可观。大型走滑断裂系复杂的几何特征和运动过程造成局部地段的隆升突出。大型走滑断裂系的运动对中国东部及邻区现今构造格局的形成和高压-超高压岩石的形成、抬升、剥露起了重要作用。     

走滑断裂对超高压变质岩石折返的贡献及青藏高原北部白垩纪隆升之新思考

青藏高原已识别出柴北缘、南阿尔金和高喜马拉雅三条超高压变质带。这些超高压变质带提供了一个不可多得的研究超高压变质岩石形成和折返的机会。柴北缘超高压变质带位于阿尔金断裂的东边,是柴达木—东昆仑地体与祁连—阿尔金微地体和阿拉善—敦煌地体碰撞的产物,由榴辉岩、石榴石橄榄岩和含柯石英片麻岩组成,榴辉岩形成时代500~440Ma,峰期超高压变质年龄440Ma。南阿尔金超高压变质带位于阿尔金断裂带的西边,以产出榴辉岩和石榴石橄榄岩为特征,榴辉岩形成时代为500Ma。南阿尔金超高压变质带被认为是柴北缘超高压变质带的西延,两者被阿尔金断裂左旋位移约400km。阿尔金断裂是巨大的深度>200km的岩石圈走滑断裂,断裂的活动时代至少早到240~220Ma,认为走滑过程中伴随的隆升作用有可能为柴北缘和南阿尔金超高压变质岩石的折返和出露地表做出了贡献,其中阿尔金断裂起到了类似剪刀型断裂的作用。高喜马拉雅超高压变质带在巴基斯坦和印度被发现,以榴辉岩中含柯石英或金刚石为特征,榴辉岩的超高压变质年龄为46Ma,表明超高压变质岩石发生在雅鲁藏布江缝合线关闭后并快速折返。喀喇昆仑断裂走滑过程中伴随的抬升作用则可能对高喜马拉雅地区超高压变质岩石的折返和出露地表做出贡献。在中国东部出露的大别—苏鲁超高压变质带被巨大郯庐断裂左旋走滑位移约500km,可以看作是走滑作用伴随的抬升运动对超高压变质岩石的最后折返和出露地表做出重要贡献的又一例证。青藏高原的隆升通常被认为是印度板块和欧亚大陆新生代以来的碰撞结果。根据高原北部断裂的时代、火山活动和沉积盆地的形成,我们提出高原的隆升是两次俯冲碰撞的结果。第一次发生在中特提斯班公湖-怒江洋盆在白垩纪时期的关闭,其时由于北部来自塔里木盆地和北中国板块及东部来自太平洋板块俯冲产生的抵柱效应,高原北部开始隆升;第二次发生在印度板块的新生代俯冲碰撞作用,造成高原的整体抬升,由此可以解释高原北部平均海拔(5000m)要高于高原南部(平均海拔4000m)。     

走滑活动断裂的障碍体与地震破裂的关系

系统收集了中国大陆走滑活动断裂带上障碍体（阶区）与地震破裂的资料,探讨了障碍体止裂尺度与地震破裂的关系及其分段意义。统计分析表明,走滑活动断裂带上地震的震级与障碍体的阶距、阶距与次级段长度具有较好的线性关系。障碍体的阶距可以作为判定地震破裂止裂尺度的极重要标志,是进行破裂分段的前提和基础。     

青藏高原与大陆动力学——地体拼合、碰撞造山及高原隆升的深部驱动力

运用地体和地体活动论观点,提出青藏高原结构划分的新方案;强调青藏高原的形成经历了新元古代以来长期活动的过程,青藏高原是一个“非原地”诸多地体会聚、拼合以及经历复合碰撞造山的“造山的高原”;大型走滑断裂在青藏高原形成中起着地体相对位移、侧向挤出、移置及使高原几何形态扭曲的作用。提出青藏高原隆升的“南缘超深俯冲(>600km)、北缘陆内俯冲、腹地深部热结构及岩石圈范围内的向NE右旋隆升”的多元驱动力机制。     

青藏高原大型走滑断裂带晚新生代构造地貌生长及水系响应

大型走滑断裂带对调节印度板块和亚洲板块碰撞后产生的陆内构造变形和地貌生长起着非常重要作用。本文分析了沿青藏高原北缘主要大型左旋走滑断裂带：东昆仑、康西瓦和鲜水河-小江断裂带发育的错断地质体、大型错断水系或水系拐弯等新构造地貌特征,表明这些大型走滑断裂带在晚新生代以来发生了大规模的左旋走滑运动：前新生代地质体错位距离为80～120 km,大型水系累积的位移量可达80～90 km。根据这些走滑断裂带的长期走滑速率为8～12 mm/a,估算上述大型走滑断裂带的左旋走滑运动开始于中新世晚期：东昆仑和康西瓦断裂带左旋走滑运动开始于10±2 Ma; 鲜水河-小江断裂带甘孜-玉树段的左旋走滑运动的开始时间约为8～115 Ma。同样,如果大型水系的沿断裂带出现的大型错位或拐弯能够代表断裂带累积错位的上限,表明发源于青藏高原的黄河、金沙江、喀拉喀什河和玉龙喀什河等一级水系上游大致开始形成于9～7 Ma±。西昆仑山前盆地中河流相沉积的最早响应时间为8～6 Ma,与喀拉喀什河和玉龙喀什河等西昆仑山地区一级水系的形成时间基本一致,表明这些大型水系初始形成时间与左旋走滑构造运动的开始时间准同时。这表明中新世中晚期青藏高原构造演化发生了重要转变。     

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。     

喀喇昆仑断裂带走滑过程中伴随的快速隆升作用:热年代学证据

喀喇昆仑断裂带是青藏高原西部的一条大型右旋走滑断裂带,它是喜马拉雅山脉西段北侧重要的地质边界.本文在岩石学、变形构造的研究基础上,对喀喇昆仑断裂带东南段阿伊拉日居山-噶尔盆地地区的喀喇昆仑韧性剪切带中变质岩石的同构造矿物进行了40Ar/39Ar热年代学研究.显微构造研究表明,剪切带中的矿物记录了从高温(>600℃)到低温(<250℃)条件下的连续变形,表现为近水平的右旋剪切运动转变成斜向的右旋正滑,使绿片岩相的变形作用叠加在中-高温变形之上.暗示出走滑过程中存在隆升作用,热年代学结果显示其连续剪切变形作用从早中新世以来至少持续到4Ma,并且出现三个快速冷却阶段:第一个快速冷却阶段为从25～22Ma到21～18Ma期间,可能代表的是浅部高温剪切过程中变形局部停止或减慢的过程;第二个快速冷却时期为从15Ma到12～10Ma,是喀喇昆仑断裂带走滑过程中,阿伊拉日居山的快速隆升、噶尔盆地开始形成以及主要河流深切过程阶段;9Ma以来是第三个快速冷却过程,使阿伊拉日居山脉进一步快速隆升、噶尔盆地定形过程.根据不同年代地表地貌特征的右旋错位距离以及不同层次变形特征,估算出喀喇昆仑断裂带长期滑移速率为8～10mm/a,伴随的隆升速率为1mm/a.从显微构造和热年代学证据表明,晚第四纪以来该断裂经历了强烈的右旋走滑运动的同时伴随强烈的隆升作用.     

川西梓潼地区深层走滑断裂的发现及勘探意义

随着地震资料品质的不断提升,近年来在四川盆地内部发现了多方向、多级别的走滑断裂,但整体研究程度低。基于三维地震资料和钻井资料,利用断层构造精细解析方法,识别出川西梓潼地区中-下三叠统含膏盐层之下发育小位移、弱走滑断裂,具有“沟源、控藏”的潜力。研究结果表明：梓潼地区发育NE向和NW向两组走向的走滑断裂,并以NE向的具有压扭性质的断裂为主导,具有纵向滑移距小、分层剪切、倾向摆动的结构特征,平面上表现为不连续的、线状展布特征。梓潼地区NE向走滑断裂的发育主要受控于龙门山与川西地区中—新生代应力场的变化以及边界断裂运动学方式。基于叠接段构造变形样式和雁列力学模式,厘定NE向走滑断裂以左行为主,与龙门山主断裂印支晚期逆冲兼左行走滑运动方式一致,对应开始形成时间为印支晚期。走滑断裂可有效输导下寒武统烃源岩的向上运移,有利于栖霞组、茅口组等储集层的油气聚集,形成该区多层系含气局面,为寻找川西海相天然气勘探新类型打开思路。

     

Active right-lateral strike-slip fault zone along the southern margin of the Japan Sea

We describe an active right-lateral strike-slip fault zone along the southern margin of the Japan Sea, named the Southern Japan Sea Fault Zone (SJSFZ). Onshore segments of the fault zone are delineated on the basis of aerial photograph interpretations and field observations of tectonic geomorphic features, whereas the offshore parts are interpreted from single-/multichannel seismic data combined with borehole information. In an effort to evaluate late Quaternary activity along the fault zone, four active segments separated by uplifting structures are identified in this study. The east–northeast-trending SJSFZ constitutes paired arc-parallel strike-slip faults together with the Median Tectonic Line (MTL), both of which have been activated by oblique subduction of the Philippine Sea plate during the Quaternary. They act as the boundaries of three neotectonic stress domains around the eastern margin of the Eurasian plate: the near-trench Outer zone and NW–SE compressive Inner zone of southwest Japan arc, and the southern Japan Sea deformed under E–W compression from south to north.     

中国大型走滑断裂的复位研究与油气资源战略选区预测

阿尔金断裂和郯庐断裂是亚洲大陆上规模最大的2条晚中生代以来活动的走滑断裂带,前者可能同步错移并分隔曾经统一的古生代克拉通盆地和侏罗纪箕状断陷的原型盆地,后者中段向北错移了属于扬子板块的苏北-胶东地块,北段佳(木斯)-依(兰)断裂切错了松辽与泛三江-哈巴罗夫斯克盆地,敦(化)-密(山)断裂左行错移了鸡西-七台河盆地和虎林盆地。因此,塔里木西南盆地油气资源的勘探评价应与柴达木盆地对比进行,巴丹吉林、腾格里沙漠掩盖下的阿拉善地块可与北塔里木地块对应,在其侏罗系—白垩系陆相盆地沉积之下可能保存了古生代克拉通沉积,可作为有潜力的油气资源战略选区;南黄海中部隆起带是苏北盆地建湖隆起的东向延伸,其震旦系—三叠系海相碳酸盐岩油气藏为潜在的勘探目标区;郯庐断裂北段的构造复位研究,对拓宽东北地区油气资源潜力区和重新认识松辽盆地形成背景、成盆机制有重大的理论与实践意义。     

中国大型走滑断裂的复位研究与油气资源战略选区预测

阿尔金断裂和郯庐断裂是亚洲大陆上规模最大的2条晚中生代以来活动的走滑断裂带,前者可能同步错移并分隔曾经统一的古生代克拉通盆地和侏罗纪箕状断陷的原型盆地,后者中段向北错移了属于扬子板块的苏北-胶东地块,北段佳（木斯）-依（兰）断裂切错了松辽与泛三江-哈巴罗夫斯克盆地,敦（化）-密（山）断裂左行错移了鸡西-七台河盆地和虎林盆地。因此,塔里木西南盆地油气资源的勘探评价应与柴达木盆地对比进行,巴丹吉林、腾格里沙漠掩盖下的阿拉善地块可与北塔里木地块对应,在其侏罗系-白垩系陆相盆地沉积之下可能保存了古生代克拉通沉积,可作为有潜力的油气资源战略选区;南黄海中部隆起带是苏北盆地建湖隆起的东向延伸,其震旦系-三叠系海相碳酸盐岩油气藏为潜在的勘探目标区;郯庐断裂北段的构造复位研究,对拓宽东北地区油气资源潜力区和重新认识松辽盆地形成背景、成盆机制有重大的理论与实践意义。     

Asymmetrical valleys created by the geomorphic response of rivers to strike-slip fault

Offset fluvial valleys, including rivers beheaded and deflected by strike-slip faults, have long been used to estimate horizontal displacements on the faults. Larger rivers crossing such faults, however, sometimes show either no offset or only a small amount of offset compared to smaller rivers crossing the same faults. The larger rivers with higher erosional rates may widen their valleys asymmetrically downstream of strike-slip faults, rather than being beheaded or deflected. Examples are described from the Yellow River near the NE margin of the Tibetan Plateau. River beheading and asymmetrical widening are two end-members of a fluvial valley's response to strike-slip faulting, whereas deflection is a combination of both. Recognition of the formation of such asymmetrical valleys related to strike-slip faulting will help to understand fault activity better over longer time spans and enable a re-evaluation of many fault histories worldwide.     

青藏高原积雪异常的持续性研究

选取青海省和西藏自治区境内的72个气象站，自建站至1999年12月逐日观观测的积雪深度资料，规定观测到地面有0．5cm以上积雪深度的日子作为积雪日，分别统计了月、冬春、年的积雪日数，通过对积雪日数的分析，确定出高原冬春积雪的异常年份。分析了这些异常年份高原积雪的持续特征，结果表明，高原冬春总体积雪的异常主要是由11月至翌年3月的积雪异常决定的，高原冬春的积雪异常和春末夏初的积雪异常是不相一致的；一般来讲，高原积雪负异常至少持续4个月，大多数般到3月份就结束了；高原冬春总体积雪的正负异常都很难持续到春末夏初，高原冬春异常多积雪的大规模消融期在2月末到3月初。     

青藏高原北缘阿尔金走滑边界的侧向扩展:甘肃北山晚新生代走滑构造与地壳稳定性分析

对北山地区遥感影像和野外地质特征的分析表明,自阿尔金断裂带向NW方向依次出露三危山-双塔断裂、大泉断裂和红柳河断裂.这些断裂近于平行,且同为左行走滑断裂,具有相似的展布特征,空间走向均为NE40～500°,断裂系末端均发育"树枝状"分支断层,在断层夹块之间形成"多米诺"构造,构成了北山地区主要的构造样式.断层谷地沉积物分析和断层泥ESR年代学测试结果表明,三危山-双塔断裂形成于上新世(N2κ),大泉断裂形成于早更新世(1.2～1.5Ma),而北山地区分支断层和次级断层的活动在400 ka之后.对北山地区断裂构造几何学和年代学的研究表明.阿尔金断裂系晚新生代以来向NW方向的侧向扩展,是阿尔金走滑边界重要的生长方式.北山地区特殊的走滑构造组合样式,使该地区的构造变形难于在某条断层上聚集能量,而分散在若干条次级断层上的位移量又微乎其微,该地区成为"最稳定的活动区".