青藏高原的隆升缩短及其粘弹性形变分析

本文依据新生代以来喜马拉雅和青藏高原发生的强烈的构造形变特征,用二维粘弹性有限元数值方法模拟估算了在印度板块向北推挤欧亚大陆的动力条件下,高原各构造单元的形变速率以及由此推算出40Ma以来青藏高原的隆升量和缩短量。反演了各地体岩石力学参数,特别是有效粘性系数η的数量级。认识到物性参数对构造应力场和形变速率的极重要的影响作用。阐明了除了动力机制和边界条件外,岩石圈各圈层材料力学性质的不均一是造成位移场、应力场和形变速率的差异,从而引起各种复杂地质构造现象的基本因素之一。      

祁连山构造地貌特征:青藏高原东北缘晚新生代构造变形和地貌演化过程的启示

祁连山地区作为青藏高原向北东方向扩展生长的前缘地区之一,对构造地貌发育特征及其控制因素研究是理解青藏高原东北缘晚新生代构造变形过程的重要内容之一。通过地形坡度、起伏度以及河流纵剖面分析,研究揭示出祁连山高坡度、高陡度的造山带边缘山系及高海拔、低起伏山间盆地发育地貌特征。结合区域隆升、侵蚀速率研究表明,祁连山山脉边缘部分山系发育接近平衡状态,而河流裂点的广泛发育进一步表明整个祁连山山脉地区的地貌特征,特别是河流地貌发育仍然处于瞬时(transient)状态。通过对比祁连山山脉10个不同背景下的流域盆地,发现无论是内流水系,还是外流水系,流域上游地区均发育有低起伏、低坡度的山间盆地,这一特征表明控制祁连山内部发育平坦地形的因素并非取决于是内流还是外流水系,而可能主要受控于河流水系搬运能力的强弱。除此之外,通过对比祁连山地区盆地形态研究表明,西北侧的狭长、平行盆地主要受控于阿尔金断裂走滑应变在祁连山地区的缩短吸收,而东南侧的菱形盆地则受控于海原、东昆仑左旋走滑断裂带及其次级鄂拉山、日月山右旋走滑断裂所夹持的块体。以现有流域盆地宽度与面积之间的关系为基础,我们初步推测了祁连山造山带西北侧的构造缩短量大致为61km,对应整个祁连山的缩短率大致为17%,与祁连山南侧区域结果相当。当然,考虑到祁连山东南侧大通河流域区的缩短量与周边研究的差异,我们不能排除祁连山造山带早期的构造缝合线或先存断裂对部分流域的线性排列也起到了一定的控制作用。     

可可西里东部活动断裂的地质特征

通过大比例尺地质勘测、路线观测、探槽揭露和综合分析,在青藏铁路可可西里段沿线鉴别出14条活动走滑断层,组成五道梁活动断裂、可可西里山北活动断裂和可可西里山南活动断裂,构成可可西里东部活动走滑断裂系。典型断层F_(16),F_(16-4),F_(17-2),F_(17-3),F_(18-4)切割最新地层的年龄分别为4500a,5.33万a,3700 a,1.53万a,6000 a,反映可可西里东部走滑断裂系在晚更新世晚期—全新世具有强烈活动;估算断层平均走滑运动速度分别为1.50 mm/a,0.39 mm/a,7.76 mm/a,6.76 mm/a,3.27mm/a。部分活动走滑断层发育砂质构造楔、地震陡坎和砂土液化现象,反映可可西里东部走滑断裂系具有强烈的地震活动性。断裂活动能够产生多种不同类型的地质灾害,对青藏公路、青藏铁路及永久性重大工程安全具有不良影响。     

青藏高原北部风火山活动断裂系及工程危害性研究

风火山活动断裂系由风山北麓活动断裂、风火山活动断理解、二道沟活动断裂、二道沟南活动断裂所组成，其中发育不同方向、不同规模、不同性质的活动断层。风火山北麓F24断层自22100a以来平均左旋走滑运动速度为4.07mm/a，二道沟F26－4断层自16300a以来平均左旋走滑运动速度为1.10mm/a，二道沟南F27，F27－1，F27－8断层在晚更新世晚期－全新世平均左旋走滑运动速度分别为3.52,2.98,0.51mm/a，断层F26－4，F27，F27－1，F27－8尚存在0.12-0.51mm/a的垂直运动速度分量。沿风火山活动断裂系发育不均匀冻胀、冰丘、构造裂缝带和地震等地质灾害，对青藏铁路、青藏公路、输油管道等线路工程具有不同程度的危害性。     

FORMATION AND EUOLUTION OF TETHYS IN THE TIBETAN PLATEAU

FORMATION AND EUOLUTION OF TETHYS IN THE TIBETAN PLATEAU     

西藏措勤-赛利普地区新生代火山岩同位素组成及源区性质探讨

对赛利普地区新生代火山岩Sr,Nd,Pb同位素资料分析,揭示了赛利普新生代火山岩同位素组成在时代和岩石组合上存在的规律性变化.总体上,随时代变新,Sr,Pb同位素呈递增,Nd同位素呈递减趋势,火山岩中地壳物质贡献明显增加.本区新生代火山岩与青藏高原北部(班公湖-怒江缝合带以北)相比,Sr,Nd和Pb同位素组成存在一定差异,尤其是新近纪以来钾质火山岩显著高87Sr/86Sr、极低143Nd/144Nd值,208Pb/204Pb值普遍偏高,古近纪火山岩这种差别则不明显.揭示了新生代以来,在印度大陆岩石圈向北俯冲过程中,拉萨地块比青藏高原北部融入了更多喜马拉雅大陆地壳端元成分.中新世早中期,印度大陆板块向北A型俯冲到拉萨地块基底西段,并发生岩石圈不同层次部分熔融、岩石圈断离等作用.     

青藏高原及其周边地区大地震震源过程成像

青藏高原是世界上地震多发区之一。仅 1990年以来就有 4次强烈地震发生在青藏高原及其周边地区。发生于 1990年 4月 2 6日的青海省共和县MW 6 .4 (MS6 .9)地震位于青藏高原的东北缘 ,发生于 1997年 11月 8日的西藏自治区玛尼县MW 7.5 (MS7.9)地震和 2 0 0 1年 11月 14日的昆仑山口西MW7.8地震位于青藏高原的北部 ,发生于 1996年 2月 3日的云南省丽江县MW 6 .6 (MS7.0 )地震位于青藏高原的东缘。通过中国数字地震台网 (CDSN)和全球数字地震台网 (GDSN)记录的数字波形成像 ,分析研究了这些大地震的震源运动学和几何学特征。研究表明 ,这些地震的震源性质因震源所处位置的不同而不同 ,它们的发生与印度板块与欧亚板块的碰撞、青藏高原的运动与变形有着密切的关系。反过来 ,从地震波形资料中获得的关于这些地震的震源机制、震源运动学和几何学特征的进一步认识为青藏高原目前的运动状态提供了证据。     

UPLIFT AND DENUDATION AT SOUTHEAST MARGIN OF TIBET PLATEAU IN QUATERNARY

UPLIFT AND DENUDATION AT SOUTHEAST MARGIN OF TIBET PLATEAU IN QUATERNARY     

青藏高原东南部第四纪右旋剪切运动

通过对藏东南嘉黎断裂和滇西北断裂实地考察研究，表明青藏高原南部不存在统一的边界走滑断裂。嘉黎断裂的西段位于青藏高原南部，是一个南北挤压作用下的东西向伸展构造区，发育近南北向的地堑系，嘉黎断裂西段是这些地堑之间的转换断层，具有较高的右旋走滑速率。滇西北断裂与红河断裂构成川滇菱形块体的西南边界，该块体具有向东南逃逸和顺时针旋转运动。     

青藏高原中部岩石圈结构-变形及地球动力学模式的天然地震学研究

根据中法合作项目（１９９２～１９９５）取得的新资料,对青藏高原岩石圈结构、变形及地球动力学模式进行了探讨,研究表明：青藏高原是由不同时期从冈瓦纳古陆分离出的微板块拼合而成的．从新生代开始印度板块与欧亚板块发生高角度陆－陆俯冲,青藏高原内部发生以垂直应变为主的缩短变形,中新世以后增厚的岩石圈上地幔发生不均匀剥离,导致高原快速隆升,并使青藏高原以南北挤压为主的变形变为东西拉张为主的变形,部分地区出现火山活动．     

藏北多格错仁红层及孢粉组合特征

青藏高原北部羌塘地块广泛出露第三纪陆相红层 ,确定这些红层及其变形的时代对认识青藏高原的形成演化过程具有非常重要的意义。 1998～ 1999年 ,INDEPTH III项目地质课题组人员 2次深入西藏可可西里地区进行科学考察 ,新发现藏北多格错仁红层 ,并在其中发现较多种属的孢粉化石。该孢粉组合反映以温带旱生草原为主体的古植被面貌。通过对青藏高原北部及邻区主要新生代盆地孢粉组合与古环境演化的对比分析 ,结合多格错仁红层上覆弱变形玄武岩 2 5～ 3 2Ma的40 Ar- 3 9Ar高精度测年资料 ,推断多格错仁红层的形成时代为晚中新世 ,多格错仁红层挤压变形所致的约 5 0 %的地壳缩短量发生在中新世末—上新世初。这些资料为建立青藏高原动力学模式提供了新的年代依据     

青藏地区面波高分辨率层析成像

通过搜集1986~2001年间亚洲、部分欧洲及西太平洋地区台网44个数字地震台记录的187个地震事件,约1 500条三分量长周期数字化地震记录.从中挑选出390条很好地覆盖了青藏高原及邻区大圆传播路径,采用面波频散反演方法,对70°E~110°E,10°S~45°N范围地壳上地幔不同深度(8~430 km)进行1°×1°高分辨率三维S波速度成像.根据成像结果对青藏高原的地壳厚度进行了推断,讨论了青藏高原的构造演化及其动力学特征.     

青藏高原北部植物叶片碳同位素组成特征的环境意义

测定了青藏高原北部13个地点101份草本植物叶片碳同位素组成（δ 13 C值）。研究结果表明，与其它地区相比，青藏高原北部植物叶片δ 13 C值相对较高，并且在海拔 4161 m的西大滩仍有植物δ 13 C值落在C4植物区，说明青藏高原的地理特殊性以及植物适应环境的策略。随海拔的升高，植物叶片δ 13 C值也随之升高，但变化程度具有物种的依赖性。唐古拉山南边植物叶片δ 13 C值明显高于北边植物叶片δ 13 C值，分析表明植物叶片δ 13 C值南北分布的这种格局主要是由降水的差异决定的。     

川西高原红军山危岩崩塌变形特征及稳定性分析

川西高原受青藏高原新生代持续隆升和河流快速下切作用,形成大量的坡度高陡、坡型复杂,岩体破碎的岸坡和陡崖。红军山危岩崩塌具有规模大、分布范围广、破坏模式多样、力学机制复杂等特点。本文在工程地质测绘的基础上,调查了危岩的分布范围、规模大小、破坏特征,研究了危岩的破坏模式,对不同模式进行了稳定性计算。主要认识有：①岩体结构具有明显的区域性和分带性。②危岩产生及破坏模式表现为块体失稳、阶梯状滑动。③根据危岩体发育特征,变形破坏力学机制,考虑天然、暴雨、地震3种工况进行稳定性计算。最大的危岩体,隆聋危岩在天然工况下处于稳定状态,暴雨和地震工况下稳定系数明显降低,处于基本稳定-不稳定状态。其他危岩体在各种工况下稳定性较差,处于基本稳定-不稳定状态。④对危岩体进行清除、加固、监测,雨季巡排查等预防措施。     

青藏高原现今构造变形特征与GPS速度场

文章以青藏高原的GPS观测数据为基础 ,结合活动地质构造资料 ,研究了青藏高原的现今构造变形状态和机制 ,并探讨青藏高原现今构造变形所反映的大陆内部动力学过程。GPS观测的速度矢量揭示了青藏高原整体向北和向东运动的趋势 ,平行于印度和欧亚板块碰撞方向上的地壳缩短量约是 38mm/a ,而青藏高原周边主要断裂带的滑动速率均在 10mm/a以下。大约 90 %的印度与欧亚板块相对运动量被青藏高原的地壳缩短所吸收和调节。GPS速度矢量由南向北逐渐向东偏转 ,向东的分量也增加 ,形成了以羌塘地块北部 (或玛尼—玉树—鲜水河断裂 )和祁连山中部为中心的两个地壳物质向东流动带。青藏高原的向东挤出实际上是地壳物质在印度板块推挤下和周边刚性地块阻挡下围绕东构造结发生的顺时针旋转。     

青藏高原北部盆地构造沉积演化与高原向北生长过程

从可可西里到河西走廊的青藏高原的北部地区,地貌具有独特的"盆-岭"相间的特征,是青藏高原隆升增长过程中长期地质作用的产物,沉积盆地记录了这一过程的演化历史。对可可西里盆地、柴达木盆地和酒泉盆地新生代的沉积充填与盆地动力学背景的研究发现,3个盆地的演化序列具有相似性,盆地的早期为走滑盆地或伸展盆地性质,中期发育前陆盆地,最后以山间盆地结束。以南北向挤压短缩为动力背景的前陆盆地是高原北部造山带运动的直接响应。高原北部前陆盆地的发育时序为：可可西里前陆盆地（53～23Ma）、柴达木前陆盆地（46～2．45Ma）和酒泉前陆盆地（29．5～0．13Ma）,反映了青藏高原北部在新生代具有向北阶段性生长的特征。     

青藏高原北部第四纪早期断裂活动的 新生性变化初步研究*

关于第四纪早期构造事件的年代学研究取得了大量数据,但对构造事件的表现形式缺乏认识。文章通过对海原断裂带内拉分盆地演化趋势及年代学研究,认为海原断裂带内的最新拉分盆地形成于1.6MaB.P.之后,代表一次新断裂的形成时期,且新断裂走向与先存断裂有一定的逆时针夹角。通过对青藏高原中部可可西里-东昆仑断裂带构造地貌的遥感解译和强震破裂调查,认为可可西里-东昆仑断裂带是一条具有新生性的强震构造带,新断裂形成时期为1.10~0.65MaB.P.之间,其构造带内的新生性断裂走向与先存断裂亦有一定的逆时针方向夹角。两条断裂带具有一致的演化趋势,说明在早更新世中后期存在区域性的构造事件,该事件表现为一系列新生性断裂的产生。     

青藏高原与全球环境变化研究进展

文章从 4个方面简要介绍了青藏高原与全球环境变化的最新研究进展 :(1)新生代青藏高原的隆升过程与东亚环境演化 ;(2 )末次间冰期以来的气候环境记录及重大气候突变事件 ;(3)青藏高原2ka以来温度、降水变化特征 ;(4 )青藏高原近代气候变化及其环境响应。主要结论有 :第三纪青藏地区曾两次隆升与夷平 ;7MaBP开始高原再次抬升 ,3 6MaBP以来经历了强烈隆起。高原季风的形成演化与高原隆升过程紧密相联 ,2 5MaBP高原季风由浅薄系统变为深厚系统 ,现代季风格局形成。在约 1 1～ 0 8MaBP间青藏高原进入冰冻圈 ,西北地区干旱化、主要沙漠扩展、周边地区新的黄土体系形成均与此有关。高原气候在冰期 /间冰期循环时间尺度上具有升温缓慢、降温迅速的特征。达索普冰芯记录中的CH4 浓度高出极区 15 %～ 2 0 %,并具有很大的波动性。青藏高原最新的一次大湖期时代在 40～ 2 5ka ,代表着一次特强的夏季风暖湿事件。古里雅冰芯研究发现气候突变事件频繁。高海拔地区比低海拔地区对全球气候变化反应更敏感。根据冰芯、湖芯、树轮和历史文献恢复揭示了2ka以来高原温度降水变化特征。百年来青藏高原气候经历了 3次突变 ,2 0世纪 5 0年代以来的变暖趋势超过北半球及同纬度地区。高原冰冻圈 (包括冰川、积雪和冻土 )对近代     

藏北可可西里盆地老第三纪沉积物源区分析及其高原隆升意义

可可西里盆地位于昆仑山和唐古拉山之间 ,是青藏高原腹地最大的第三纪沉积盆地 ,对于研究青藏高原早期隆升和地壳短缩过程具有重要作用 .盆地保存的始新世—渐新世早期风火山群和雅西措群主要由碎屑岩和泥岩组成 ,厚度为 5 45 2 .8m .碎屑岩的物源区分析表明 ,风火山群主要来自于南部的唐古拉造山带二叠—三叠纪地层 ,而雅西措群主要来自于南部的唐古拉、白日榨加和黑石山 -高山造山带 ,剥蚀深度加大至石炭—二叠纪地层 .它们的沉积演化过程是盆地南部造山带老第三纪构造隆升持续加强的结果 ,表明在雅西措群沉积时期青藏高原北部已经隆升至一定的高度 .     

青藏高原西北部帕米尔东北缘构造地貌与活动构造研究

新生代以来,印度板块与欧亚大陆的碰撞和持续的汇聚在青藏高原西北部的帕米尔地区造成了强烈的陆内变形,形成一系列典型的构造地貌。文章在卫片解译、DEM数据处理的基础上,结合野外地质、地貌观察与测量,对帕米尔东北缘的构造地貌与活动构造特征进行了研究,取得以下认识： 1)在英吉沙地区,通过测量地貌变形面计算出英吉沙背斜隆起高度约为230m,并利用面积平衡法估算出英吉沙背斜的最小构造缩短量约为110m,参考前人的年代学数据计算出英吉沙背斜在中更新世以来的最低隆升速率约为0.23mm/a,最小构造缩短速率约为0.11mm/a; 2)在帕米尔前缘,乌泊尔断裂为一条伴随右旋走滑分量的逆冲断裂,该断裂的右旋走滑作用错断了古近纪地层及流过断裂的河流,通过测量单次地震造成的水系错断量并参考前人研究的该地区大震复发周期约为1000年,估算出该断裂的平均走滑速率为 4.0～6.8mm/a,并推测断裂开始活动的时间大约在 2.2～3.0Ma以前; 3)对喀什地区构造地貌特征的观察与研究表明,明尧勒－喀什背斜和阿图什－踏浪河背斜可能分别为帕米尔东北缘西昆仑山山前冲断带和西南天山山前冲断带的前缘,该地区以西,帕米尔东北缘西昆仑山和西南天山两大构造系统已经发生了碰撞和拼贴。