断裂性质与滑坡分布的关系——以汶川地震中的大型滑坡为例

美姑河流域地处全球滑坡灾害密集的云贵高原与川西南山地过渡带,该地区因地貌类型特殊,大型-巨型滑坡数量多、危害重、成因机理复杂,成为河谷区重大工程和城镇建设的安全隐患。笔者在国内外古滑坡研究成果分析的基础上,总结了美姑河流域古滑坡时空展布、滑坡对顺构造地貌响应、滑坡孕灾-控灾机理,滑坡成灾模式与主控因素等方面的研究进展。结合当前滑坡防灾减灾实际需求,提出美姑河流域顺构造地貌控制下古滑坡孕灾模式研究的3个优选方向：(1)不同发育强度的顺构造地貌对滑坡孕灾-控灾模式,(2)构造差异隆升对顺构造地貌区大型滑坡发育的孕灾模式,(3)通过古滑坡年代学研究建立断裂、褶皱、古地震和古气候变化与滑坡发育的对应联系。破解这些研究方向的关键科学问题,将为西南山区古滑坡研究及防灾减灾起到积极指导作用。     

东喜马拉雅构造结高压麻粒岩特征、形成机制及折返过程

东喜马拉雅构造结一带断续分布的直白高压麻粒岩,是一套相当于下地壳根带深度形成的高压麻粒岩相岩石。该麻粒岩相地体归属印度大陆东北端,是世界上最年轻的麻粒岩相岩石之一,其变质作用与印度大陆与欧亚大陆之间碰撞过程中发生的陆内俯冲作用有关。对于高压麻粒岩的形成机制及折返过程一直是人们研究和观注的焦点。本文在1:25万墨脱幅区域地质调查项目的研究结果的基础上,依据高压麻粒岩相岩石出露的大地构造背景,讨论了与之有关的若干问题,并提出适合该区的高压麻粒岩的形成机制和折返过程的新认识。     

东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群花岗质片麻岩的初步研究

野外地质填图和研究发现,东喜马拉雅构造结高喜马拉雅结晶岩系中有古老的花岗岩侵入,并在鲁霞地区圈定了9个花岗质侵入体。古老的花岗质岩石主要侵位于南迦巴瓦岩群直白岩组中,与南迦巴瓦岩群一起经历了麻粒岩相变质作用而形成花岗质片麻岩套。岩石类型有花岗闪长质片麻岩、黑云母花岗质片麻岩、闪长质片麻岩等。岩石化学研究表明这些花岗片麻岩套具“S”型特征,可能有深部幔源物质的加入。花岗岩形成深度在2～5km之间,侵位时代为552～525 Ma,为新元古代晚期,属泛非期陆内演化阶段的产物。高喜马拉雅地区在元古宙末期形成了结晶基底。     

关于造山带深熔型花岗质岩石的初步思考——以东喜马拉雅构造结为例

造山带演化中高级变质岩石发生深熔作用形成的花岗质岩石在东喜马拉雅构造结尤为常见.野外地质调查发现,在大型韧性剪切带和脆性断层中多分布着与区域构造线及围岩片麻理方向一致的混合岩和花岗岩类的小脉体和透镜体.综合分析可知,深熔型花岗质岩石能量主要来自强烈褶皱、推覆、剪切、断裂等驱动力所产生的热压能量,主要是泥质岩、杂砂岩等沉积源岩在不同物化条件下部分熔融的结果.花岗质岩石处于喜马拉雅碰撞造山带构造转换阶段,变沉积岩在深部的部分熔融并折返,是对印欧碰撞造山作用的响应,它们跟构造-岩浆-变质-成矿作用相辅相成.     

东喜马拉雅构造结陆内变形过程的研究

在东喜马拉雅构造结识别出“南向挤出”与“北向楔入”两大构造。前者包括倾向北、头朝南的一条正断层和两条分别被称为上部和下部的逆冲断层。南迦巴瓦和派乡杂岩借助这些断层从北部的冈底斯构造单元之下向南折返至地表附近。后者包括一个北东走向的推覆体和两个北北东走向、南倾的低角度推覆体,将东久、南迦巴、派乡等杂岩又北(东)向楔入冈底斯构造单元之中。独居石TIMSU-Th-Pb测年表明“南向挤出”构造中的正断层和下部逆冲断层可能分别在7.9Ma、10.7Ma时活动。锆石SHRIMP与金云母K-Ar测年结果限定上部逆冲断层活动时限介于6.2±0.2Ma和5.5±0.2Ma之间,即“南向挤出"中的上、下两条逆冲断层为逆序的逆冲断层。锆石SHRIMP和角闪石Ar-Ar测年还表明东喜马拉雅构造结核心部位的“北向楔入”很可能发生于3.0Ma和1.5Ma之间。     

喜马拉雅东构造结地区雅鲁藏布江蛇绿岩地质年代学研究

雅鲁藏布江结合带在东构造结地区形成弧形展布的蛇绿混杂带,此前对该带蛇绿岩的地球化学特征和成因已有研究,但年代学研究十分薄弱.本文报道对该带蛇绿岩的地质年代学研究成果.从变玄武岩和变辉长岩中分选出两类锆石.一类锆石为自形的柱状双锥,具有清晰的同心韵律环带,较高的Th/U比值(主要为0.63～2.79),SHRIMP Ⅱ测...     

喜马拉雅东构造结北缘通麦—波密段现今地应力场特征研究

喜马拉雅东构造结是青藏高原构造演化研究的关键地区,规划有川藏铁路和雅鲁藏布江下游水电开发等重大工程,受限于地质地理条件,其现今地应力场尚不完全清楚。本文利用水压致裂法地应力数据,研究了东构造结北缘通麦—波密段现今地应力场,探讨了其构造应力环境。结果表明,通麦—波密段实测主应力随深度增加而增大,1100 m深度内SH和Sh分别为4. 87~32. 47 MPa和3. 05~20. 07 MPa,随深度增加梯度分别为2. 49 MPa/100 m和1. 61 MPa/100 m,略低于青藏地块和东构造结西缘梯度水平,但地应力状态特征参数表明其水平应力作用强度总体上高于青藏地块;SH优势方向为NEE向（N69. 2°±11. 5°E）,相比NNE—NE向区域主压应力方向表现出明显的顺时针偏转特征;现今地应力场由水平向应力作用主导,400 m以浅应力类型为逆冲型,以深转换为走滑型;水平向差应力和构造差应力在600 m深度以下显著增加,构造差应力最大为12. 42 MPa,表明通麦—波密段深部存在相对较强的构造应力作用;库伦摩擦失稳准则分析表明,受地形影响较小的200 m以深实测地应力值总体低于摩擦系数取0. 6时理论地应力水平,并且430 m深度以下地应力值总体在摩擦系数取0. 2~0. 4的理论地应力取值范围内,揭示通麦—波密段现今地壳应力强度尚未达到极限水平,目前处于相对稳定的构造应力环境。最后,讨论了现今地应力场对东构造结北缘重大铁路隧道工程的潜在影响,并提出了应对建议。     

藏东南鲁朗-通麦崩塌滑坡孕灾地质背景特征研究

藏东南的喜马拉雅东构造结地区作为青藏高原隆升最快的地区之一,其复杂的地质背景条件决定了该区工程地质问题具有复杂性和特殊性,并孕育了多种地质灾害。利用测窗、节理裂隙分期配套等野外调查方法以及遥感影像解译,分析总结了藏东南地区鲁朗至通麦不同区段崩塌滑坡地质灾害的孕灾地质背景,据此将研究区划分为四段,分别为鲁朗-东久段、东久-拉月段、拉月-排龙段、排龙-通麦段,每一区段分别对应了不同的孕灾地质条件特征,由此也决定了区段内崩滑地质灾害的性质、变形破坏模式、规模。相关成果可用于藏东南崩塌滑坡地质灾害的早期识别和风险评价。      

人类活动影响下的干旱区河流地貌演变——以塔里木河为例

全球范围内干旱区河流正日益受到高强度人类活动的扰动,但较少研究报道这种扰动对河流地貌过程的影响。采用历史文献、水文数据和遥感影像相结合的方式,详细分析了人类活动影响下中国最大内陆河塔里木河（简称塔河）的河流地貌变化过程。结果表明:塔河流域人类活动的规模和强度日趋上升,对河流水沙过程和地貌形态等影响显著。近50年来,塔河干流低流量过程发生频率呈显著上升趋势,而中、高流量过程则呈降低趋势,河道径流和输沙量减少显著。塔河干流上游现为游荡河道,冲淤变化剧烈且总体处于淤积抬升状态, 但河道平均河宽呈减小趋势,可能是因为塔河两岸冲积平原的开垦和河岸加固。塔河中游弯曲河道蜿蜒系数在近几十年呈缓慢上升趋势,但明显低于废弃古河道。     

滇西陇川断陷盆地地热水化学特征及循环过程

通过对陇川盆地开展地热地质调查,查清其地热资源分布:盆地内共出露地热点11处,热储结构类型为带状型和层状型,盆地中部为层状型,两侧盆地边缘为带状型,其中北西部受断裂控制明显,南东部受节理裂隙控制明显。其储热层为变质岩及新近系芒棒组的花岗质砂砾岩、细砂岩;地热水受大气降水影响明显,循环深度都在1 600 m以上,大部分在1 800~2 400 m之间,主要来源于深部热源,通过断裂、裂隙及砂砾石孔隙作为导水、储水上涌通道,接收来自山区补给的地下水混合出露于地表,补给距离在1.5 km以上,如南宛河温泉温度最高,地下水循环深度最深,补给距离最远,达10 km;盆地北东和西部水温高,循环深度深。      

东喜马拉雅构造结大陆碰撞以来构造年代学框架及其与哀牢山-红河构造带的对比

东喜马拉雅构造结经历了前期楔入和后期垮塌变形.楔入事件发生于～60Ma、～23Ma和～13 Ma,垮塌开始于6～7Ma.哀牢山红河构造带同样经历早期走滑和后期正断,走滑年代分别为58～56Ma、23Ma和13Ma,后期正断开始于5.5 Ma.上述年龄的意义在于～60Ma的变形代表印度与欧亚大陆的初期碰撞;2 Ma为青藏高原及邻区的主变形期;13Ma的变形也代表一次汇聚事件,并形成青藏高原的东西向伸展.6～7Ma以后的垮塌作用代表了青藏高原的快速隆升.     

东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群中的石榴辉石岩——印度大陆向欧亚板块之下俯冲至80～100km深度的证据

在东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群中,石榴辉石岩呈透镜状产于麻粒岩相变质的长英质片麻岩和泥质片岩之中。石榴辉石岩主要由富铁铝榴石的石榴子石和透辉石组成,含少量的金红石、榍石和石英,不含斜长石和角闪石,是榴辉岩相高压变质作用的产物,其原岩相当于基性—超基性层状侵入体中的辉长岩。在高压岩石快速抬升的过程中叠加了麻粒岩相和角闪岩相退变质作用。石榴辉石岩峰期变质作用的温度和压力条件是800～900°C和2.6～2.8GPa,变质时代可能为50Ma。本研究成果,以及超高压变质岩在西喜马拉雅构造结和榴辉岩在珠穆朗玛峰地区的存在,表明整个喜马拉雅造山带,从西构造结到东构造结,都经历了古近纪的高压、超高压变质作用,证明印度板块向欧亚板块之下的俯冲深度至少达到了80～100km。     

滇西陇川地区早古生代火山岩年代学、地球化学特征及其对原特提斯洋俯冲的指示

为探讨滇西地区原特提斯的构造演化特征, 选择滇西陇川地区高黎贡山岩群中识别出的一套角闪斜长变粒岩夹二长浅粒岩的岩石组合进行研究, 其原岩恢复分别为玄武安山岩和流纹岩。对其进行年代学研究, 分别获得(486.8±4.5) Ma和(486.6±4.2) Ma的锆石U-Pb年龄, 喷发时代为早奥陶世。角闪斜长变粒岩具全碱含量低(alk=2.75%~4.58%)、富钠(Na2O/K2O=2.32~4.79)、低钛(TiO2=0.70%~1.12%)的特点, 稀土配分曲线显示具MORB稀土地球化学特征, 相对富集Rb、Th、K、Nd和轻稀土元素, 相对亏损Nb、Sr、Ba、P、Ti, Sr-Nd-Pb同位素特征显示角闪斜长变粒岩具有EMII地幔特征, 在La-La/Nb图解中具有岛弧玄武岩特征, 地球化学和同位素特征表明角闪斜长变粒岩(安山玄武岩)是由洋壳俯冲析出流体交代的富集地幔楔部分熔融形成。二长浅粒岩具有全碱含量中等(alk=6.09%~7.59%)、富钾(Na2O/K2O=0.4~0.9)、低钛(TiO2=0.10%~0.21%)的特点, 稀土配分曲线为右倾型, 相对富集Rb、Th、K、Nd和轻稀土元素, 强烈亏损Sr、P、Ti, 轻微亏损Ba、U、Nb、Ta, 类似于岛弧花岗岩特征, 在Rb/30-Hf-3Ta图解中具有火山弧特征, 地球化学特征表明, 二长浅粒岩(流纹岩)是由地壳部分熔融形成。综合研究认为本次发现的早古生代火山岩组合形成的构造背景为活动大陆边缘, 是由原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲的产物。     

环东冈瓦纳大陆周缘的古生代造山作用:东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群的岩石学和年代学证据

喜马拉雅造山带东端的南迦巴瓦岩群是高喜马拉雅结晶岩系的一部分,主要由麻粒岩相和角闪岩相变质的片麻岩、斜长角闪岩、片岩和钙硅酸盐岩组成.长英质片麻岩主要由斜长石、钾长石、石英、石榴石、黑云母和褐帘石组成.片麻岩中的锆石具有核一边结构,由一个大的继承岩浆核和一个窄的变质生长边组成.锆石岩浆核具同心韵律环带.其REE配分模式以HREE富集和负Eu异常为特征,并具有高的Th/U比值.锆石U-Pb年代分析表明,这种继承岩浆锆石给出的加权平均年龄为490～500Ma.地球化学特征表明,这些片麻岩的原岩是花岗岩和花岗闪长岩,形成在俯冲带的岩浆弧构造环境.钙硅酸盐岩中的锆石具有高级变质岩中变质生长锆石的典型特征,即具有相对较低的REE含量,不明显的负Eu异常和较低的Th/U比值.变质锆石所获得的U-Pb加权平均年龄为505Ma.本文和现有的研究结果表明,喜马拉雅造山带是一个复合造山带,它经历了古生代的原始造山作用,在新生代印度与欧亚板块的碰撞过程中发生了再造山作用.喜马拉的古生代造山带作用是原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲和亚洲微陆块(包括拉萨和羌塘地块)增生的结果,是在冈瓦纳大陆拼合之后其边缘发生的安底斯型造山作用,因此,它并不属于在冈瓦纳超大陆聚合过程中陆-陆碰撞形成的泛非造山带.     

西藏米林县片麻状黑云花岗闪长岩地球化学特征、锆石U-Pb定年及Pb-Sr-Nd同位素组成

喜马拉雅是印度与欧亚板块俯冲碰撞作用形成的全球最年轻、规模最大和正在活跃的造山带。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年技术对位于东喜马拉雅构造结侵入南迦巴瓦岩群的片麻状黑云花岗闪长岩进行了测年,获得岩浆结晶年龄为515.5±2.3 Ma(早寒武世),提供了泛非构造-岩浆事件在东喜马拉雅构造结的记录。岩石地球化学分析表明,SiO2含量为66.47%~72.42%,A/CNK指数为0.98~1.08,平均1.03,在A/NK-A/CNK指数图解中样品大部分落入过铝质区,里特曼指数σ为1.53~3.08,为钙碱性系列,在SiO2-K2O图解上大部分样品投入高钾钙碱性系列区,在Harker图解中所有样品中的TiO2、MgO、FeOT、MnO、K2O随着SiO2含量的变化增加而减少,Na2O随着SiO2含量的增加而增加,均呈较好的线性关系。稀土元素配分模式为轻稀土元素富集的右倾曲线,(La/Yb)N为19.1~63.8,出现弱Eu负异常(δEu=0.24~0.88);微量元素表现出Ba、Nb、Ta、Sr、Zr亏损,而大离子亲石元素Rb、Th和U相对富集的特征。Sr、Nd同位素组成表明,丹娘乡片麻状黑云花岗闪长岩具有负εNd(t)值(-8.67~-10.57)和较老的Nd模式年龄(tDM=1.84~3.42),说明其来源可能是上地壳物质,结合87Sr/86Sr初始比值特征,推断丹娘乡片麻状黑云花岗闪长岩是在高温环境下经部分熔融形成的。通过构造环境判别图及岩石地球化学研究认为丹娘乡准铝质-弱过铝质片麻状黑云花岗闪长岩形成于后碰撞造山环境,结合新得到的513 Ma同位素年龄,认为泛非碰撞造山事件早寒武世在东喜马拉雅构造结一带可能结束,进入后碰撞造山的构造演化阶段。     

Paleogene crustal anatexis and metamorphism in Lhasa terrane, eastern Himalayan syntaxis: Evidence from U-Pb zircon ages and Hf isotopic compositions of the Nyingchi Complex

In the eastern Himalayan syntaxis, the southern Lhasa terrane is dominated by middle- to high-grade metamorphic rocks (Nyingchi Complex), which are intruded by felsic melts. U-Pb zircon dating and zircon Hf isotopic composition of these metamorphic and magmatic rocks provide important constraints on the tectono-thermal evolution of the Lhasa terrane during convergent process between Indian and Asian continents. U-Pb zircon data for an orthogneiss intruding the Nyingchi Complex yield a protolith magma crystallization age of 83.4 ± 1.2 Ma, with metamorphic ages of 65-46 Ma. This orthogneiss is characterized by positive ε_Hf (t) values of + 8.3 and young Hf model ages of ~ 0.6 Ga, indicating a derivation primarily from a depleted-mantle or juvenile crustal source. Zircons from a quartz diorite yield a magma crystallization age of 63.1 ± 0.6 Ma, with ε_Hf (t) values of − 8.2 to − 2.7, suggesting that this magma was sourced from partial melting of older crustal materials. Zircon cores from a foliated biotite granite show ages ranging from 347 to 2690 Ma, with age peaks at 347-403 Ma, 461-648 Ma and 1013-1183 Ma; their zircon ε_Hf (t) values range from − 30.6 to + 6.9. Both the U-Pb ages and Hf isotopic composition of the zircon cores are similar to those of detrital zircons from the Nyingchi Complex paragneiss, implying that the granite was derived from anatexis of the Nyingchi Complex metasediments. The zircon rims from the granite indicate crustal anatexis at 64.4 ± 0.7 Ma and subsequent metamorphism at 55.1 ± 1.3 and 41.4 ± 2.3 Ma. Our results suggest that the late Cretaceous magmatism in the southern Lhasa terrane resulted from Neo-Tethys oceanic slab subduction and we infer that Paleocene crustal anatexis and metamorphism were related to the thermal perturbation caused by rollback of the northward subducted Neo-Tethyan oceanic slab.     

Snowmelt runoff prediction under changing climate in the Himalayan cryosphere: A case of Gilgit River Basin

There are serious concerns of rise in temperatures over snowy and glacierized Himalayan region that may eventually affect future river flows of Indus river system. It is therefore necessary to predict snow and glacier melt runoff to manage future water resource of Upper Indus Basin(UIB). The snowmelt runoff model(SRM) coupled with MODIS remote sensing data was employed in this study to predict daily discharges of Gilgit River in the Karakoram Range. The SRM was calibrated successfully and then simulation was made over four years i.e. 2007, 2008, 2009 and 2010 achieving coefficient of model efficiency of 0.96, 0.86, 0.9 and 0.94 respectively. The scenarios of precipitation and mean temperature developed from regional climate model PRECIS were used in SRM model to predict future flows of Gilgit River. The increase of 3 C in mean annual temperature by the end of 21 th century may result in increase of 35-40% in Gilgit River flows. The expected increase in the surface runoff from the snow and glacier melt demands better water conservation and management for irrigation and hydel-power generation in the Indus basin in future.     

River water quality in weathered limestone: A case study in upper Mahanadi basin, India

Stromatolitic limestone and calcareous shale belonging to Chattisgarh Supergroup of Proterozoic age dominate the upper part of the Mahanadi river basin. X-ray diffractogram (XRD) of limestone rocks show presence of a significant amount of calcite, dolomite and ankerite. Shales of various colours contain calcite and dolomite. It is observed that congruent dissolution of carbonate minerals in the Charmuria pure limestone has given rise to a typical karst topography. On the other hand, limestones are also seen to support red and black soil profiles. This indicates that the limestone bedrock undergoes a parallel incongruent weathering, which leaves a residue of decomposed rock. The XRD analyses reveal that the limestone soils thus formed contain an assemblage of quartz, clays and Fe-oxides. It is likely that the silicate component trapped during deposition of the stromatolitic limestone weathers incongruently resulting in diverse soil profiles. Carbonate and silicate mineral weathering schemes have been worked out to explain the soil formation, fixation of Al in clay minerals, and Fe in goethite. The water quality parameters such as Ca, Mg and HCO₃ in the river water suggest under saturation with respect to calcite and dolomite. The mineral stability diagrams indicate that kaolinite and Ca-smectite are stable in the river water environment, hence they occur in suspended sediments and soils. The dominant influence of carbonate weathering on the water quality is observed even in the downstream part of the river outside the limestone terrain.