贺兰山晚新生代隆升的剥露特征及其隆升模式

位于中国南北构造带北端, 鄂尔多斯地块西北缘的贺兰山是华北克拉通内部的板内构造变形带. 新生代表现为受正断层控制的伸展构造变形, 形成隆起的贺兰山和断陷的银川盆地. 磷灰石裂变径迹热年代学分析揭示了贺兰山始于晚新生代(约10~12 Ma)的快速隆升剥露作用; 这种快速剥露作用与贺兰山东麓断层具有很好的相关性, 靠近断层剥露作用加强, 远离断层剥露作用减弱, 贺兰山东部剥露作用强, 西部弱, 指示了贺兰山东麓断层下盘贺兰山快速上升遭受剥露并向西掀斜的隆升模式. 同时, 贺兰山东部靠近东麓断层的晚新生代快速剥露作用具有北部强、向南逐渐减弱的空间分布特征; 结合贺兰山样品磷灰石裂变径迹长度与年龄相关图显示出独特的“U”型“boomerang”模式, 指示了贺兰山起始于约10~12 Ma的与贺兰山东麓断层伸展作用有关的向西向南快速掀斜隆升样式. 贺兰山这种与平行于山脉的正断层有关的掀斜隆升作用, 主要是银川-吉兰泰-河套断陷系与渭河-山西断陷系沿鄂尔多斯地块周缘北西-南东向的伸展拉张作用的结果; 鄂尔多斯地块西北角强烈的晚新生代拉张作用是贺兰山向西向南快速掀斜隆升的主要原因.     

四川盆地南部地区新生代隆升剥露研究——低温热年代学证据

本文通过背斜褶皱变形与低温热年代学年龄(磷灰石和锆石(U-Th)/He、磷灰石裂变径迹)端元模型研究,约束低起伏度、低斜率地貌特征的四川盆地南部地区新生代隆升剥露过程.四川盆地南部沐川和桑木场背斜地区新生代渐新世-中新世发生了相似的快速隆升剥露过程(速率为~0.1 mm/a、现今地表剥蚀厚度1.0~2.0 km),反映出盆地克拉通基底对区域均一性快速抬升冷却过程的控制作用.川南沐川地区磷灰石(U-Th)/He年龄值为~10-28.6 Ma, 样品年龄与古深度具有明显的线性关系,揭示新生代~10-30 Ma以速率为0.12±0.02 mm/a的稳态隆升剥露过程.桑木场背斜地区磷灰石裂变径迹年龄为~36-52 Ma,古深度空间上样品AFT年龄变化不明显(~50 Ma)、且具有相似的径迹长度(~12.0 μm).磷灰石裂变径迹热演化史模拟表明桑木场地区经历三个阶段热演化过程:埋深增温阶段(~80 Ma以前)、缓慢抬升冷却阶段(80-20 Ma)和快速隆升剥露阶段(~20 Ma-现今),新生代隆升剥露速率大致分别为~0.025 mm/a和~0.1 mm/a.新生代青藏高原大规模地壳物质东向运动与四川盆地克拉通基底挤压,受板缘边界主断裂带差异性构造特征控制造就了青藏高原东缘不同的边界地貌特征.     

青藏高原东缘新生代隆升剥露与断裂活动的低温热年代学约束

青藏高原东缘作为高原生长的东边界,其新生代以来隆升剥露与扩展模式备受关注.高原内部平缓的地貌和边界构造带不显著的缩短变形被认为是下地壳流作用的重要证据.然而近年来,越来越多的低温热年代学研究结果表明,中-晚新生代以来跨不同断裂带存在显著的差异性隆升剥露,指示了断裂体系在青藏高原东缘构造变形与演化中的重要作用.本文系统收集区域内现有不同封闭温度体系的低温热年代学数据,综合分析结果表明青藏高原东缘隆升剥露及生长扩展与整个高原抬升具有准同步性.最为广泛和显著的剥露主要发生在~30 Ma以来,且高原东缘的最大侵蚀量区受控于断裂活动,快速侵蚀带的空间分布与鲜水河断裂带相一致.在区域尺度上,现有数据所揭示的剥露事件启动、持续时间及速率的显著差异性揭示了断层活动对青藏高原东缘地表剥露过程的控制作用.本文提出青藏高原向东扩展是多阶段、非均匀过程,新生代以来不同断裂带在青藏高原向东扩展过程中起到了至关重要的作用,不支持"下地壳流假说"强调的"东缘上地壳变形不显著"的认识.     

秦岭的由来

秦岭山脉是在新生代发生强烈隆升而形成的,但它在古生代-中生代却经历了一个漫长的造山带演化过程.秦岭造山带的发展涉及到大洋板块俯冲、弧后盆地扩张、不同陆块/地体分离与拼合以及造山期后强烈陆内变形.晚中生代秦岭造山带大规模走滑变形、地体侧向挤出以及陆壳俯冲等地质过程最终奠定了秦岭造山带现今的平面几何形态和内部地质结构.秦岭造山带演化所形成的挤压构造地貌在晚白垩世-古新世阶段被完全夷平.秦岭山脉新生代的隆升与地壳伸展作用相关,而非挤压构造的结果.秦岭山脉隆升与北侧渭河盆地沉降同时发生,两者构成了一个完整的伸展构造环境下的山-盆体系.秦岭山脉的隆升速率在晚始新世-渐新世中期相对缓慢,在渐新世晚期-中新世早期基本停止.中新世中期秦岭山脉开始重新隆升,并且在晚中新世-第四纪隆升速率明显增大.秦岭山脉的隆升主要受其北缘断层的控制.当秦岭北缘断裂为正断层时,它不仅导致上盘渭河盆地强烈断陷,而且造成下盘的秦岭山脉发生翘倾抬升.当秦岭北缘断裂为压扭性走滑断层时,它所引发的挤压作用则使渭河盆地发生抬升和剥蚀,秦岭山脉也停止了翘倾抬升.秦岭北缘断裂在1 0百万年左右演化为一个侧向连续的大型正断层,从而导致秦岭山脉自晚中新世以来发生强烈快速隆升.     

贺兰山隆升时限及其演化

贺兰山横亘于鄂尔多斯盆地西北缘,其隆升时限与盆地的构造属性和发展演化密切相关.对其隆起的时间前人有晚三叠世、晚侏罗世等多种认识.对贺兰山现存地层的分布和岩浆及热液活动等资料分析,认为晚三叠世-中侏罗世贺兰山并未隆升,其隆起时间应在中侏罗世之后.通过对与贺兰山相邻的银川地堑沉积地层及沉降速率的研究,指出贺兰山大规模隆升时间为始新世,在上新世以来发生了快速隆升.根据对不同时代样品磷灰石和锆石裂变径迹测试结果的分析,精细刻画了贺兰山的隆升-冷却过程,指出其隆升至少经历了晚侏罗世—早白垩世初、早白垩世中晚期、晚白垩世和始新世以来4个阶段.其中,晚白垩世和始新世以来的隆升最为明显.早白垩世中晚期为区域冷却过程.综合分析和总结各方面研究结果,认为贺兰山隆升的最早时间在晚侏罗世,此时隆升规模较为局限;晚白垩世的隆升与鄂尔多斯盆地整体的抬升相对应;始新世开始发生大规模的隆升,上新世隆升速率进一步加快.     

青藏高原新生代构造隆升阶段的时空格局

青藏高原不同部位低温热年代学记录、沉积记录和构造变形记录揭示出存在60~35,25~17,12~8Ma（藏南17~12Ma）和大约5Ma以来4个主要强构造隆升剥露阶段.除了藏南地区在17~12Ma发生藏南拆离系的活动及其所控制的高喜马拉雅结晶基底岩系的快速抬升剥露这一特殊情况外,青藏高原不同地区主要强构造隆升剥露阶段具有准同时性.几个强隆升剥露阶段对应于几个强构造变形活动时期,反映隆升剥露主要受构造动力控制.新生代以砾岩为代表的粗碎屑物的分布、前陆盆地或走滑拉分盆地的分布及其沉积充填、角度不整合的发育和地层间断缺失,以及受断裂控制的盆山地貌变迁和高原扩展与青藏高原几个强构造抬升剥露阶段也具有良好的匹配关系.本文还讨论了青藏高原作为地表隆升的高原形成过程,揭示高原的形成是随时间演变不断扩展的过程.     

青藏高原东北缘中新生代构造演化:来自磷灰石和锆石裂变径迹的证据

青藏高原东北缘隆升机制和过程一直以来备受争议,本文为了进一步限定北祁连山及其北缘地区山体的隆升历史,在旱峡、白杨河和红山以及酒泉盆地以北的黑山和金塔南山进行了磷灰石和锆石裂变径迹分析.测试结果表明,研究区基岩样品的磷灰石裂变径迹年龄分布在晚白垩世上新世(82～4.2 Ma),径迹长度介于9.6～13.6 μm;锆石裂变径迹年龄分布范围为106.3～480.5 Ma,多数介于106～195 Ma.结合镜质体反射率,热史模拟曲线揭示了中新生代三期主要的冷却降温事件:早白垩世期间(140～100Ma)、始新世期间(55～30Ma)、中新世(10～8 Ma)以来.早白垩世期间的隆升剥露冷却过程可能由于拉萨地块的北向拼贴碰撞引起;始新世期间的隆升剥露冷却事件可能是印度与欧亚板块碰撞远程快速响应的结果;中新世以来的隆升剥露冷却过程与北祁连山逆冲断层的构造活动有关.     

青藏高原东南缘大凉山新生代隆升建造过程——多封闭系统低温热年代学与热模型限制

长波长、低起伏度大凉山构造带新生代隆升剥露与建造过程是解译青藏高原东向扩展过程的关键核心地区之一.本文基于大凉山构造带喜德剖面和沐川剖面9件样品的多封闭系统低温热年代学年龄(即磷灰石(U-Th)/He(AHe)、磷灰石裂变径迹(AFT)和锆石(U-Th)/He(ZHe))定年,揭示出多封闭系统热年代学年龄与古岩性柱深度具有明显的正相关性,即伴随古岩性柱深度增大,多封闭系统热年代学年龄明显减小.喜徳剖面多封闭系统低温热年代学AHe、AFT和ZHe年龄值分别为7—9Ma、14—22Ma和25—38Ma;沐川剖面多封闭系统低温热年代学AHe和AFT年龄值分别为10—26Ma、23—85Ma,ZHe年龄值为未完全退火年龄.多封闭系统热年代学和QTQt热史模拟揭示,大凉山构造带喜徳和沐川剖面岩性柱所有样品都经历大致相似的三阶段热演化过程,尤其是晚新生代快速隆升剥露阶段(30—20 Ma以来),其平均剥露速率分别为~0.15mm·a-1和~0.20mm·a-1,抬升剥露量分别为~3.0km和~1.5km.结合区域低温热年代学特征的大凉山构造带地表隆升动力学模型,揭示出重力均衡作用下地壳缩短与剥露作用(即构造隆升剥露机制)控制形成了现今大凉山造山带长波长、低起伏和高海拔地貌建造过程.     

江南隆起带幕阜山岩体新生代剥蚀冷却的低温热年代学证据

江南隆起位于扬子与华夏地块的碰撞汇聚带,是研究华南大地构造演化的关键地质单元.本文采用磷灰石裂变径迹及(U-Th-Sm)/He年龄分布特征定性分析与径迹长度分布数据定量模拟相结合,主要研究了幕阜山岩体新生代的隆升与剥蚀过程,并在此基础上结合区域构造背景, 对其构造-热演化之间的关系进行了探讨.自晚白垩世持续隆升以来,幕阜山岩体经历的平均剥蚀厚度约4800 m.在不同岩体间,隆升过程及幅度存在差异,空间上具有非均匀性.热史结果显示幕阜山岩体经历了3期剥蚀, 其中两期快速剥蚀分别发生在晚白垩世-古近纪(80~50 Ma)和10 Ma以来,而这之间为一期缓慢剥蚀过程.研究区古近纪的快速剥蚀反映了中-下扬子喜山期大规模伸展断陷作用造成的肩部块体快速剥蚀事件; 约10 Ma以来的快速剥蚀是对太平洋板块向西运动的响应.幕阜山岩体自燕山晚期以来的隆升剥蚀作用具有良好的盆地沉积响应, 三期隆升剥蚀事件与研究区构造演化的动力学背景相吻合.     

中天山科克苏河地区隆升剥蚀历史——来自(U-Th)/He年龄的制约

天山是中亚造山带重要组成部分,其中-新生代构造热演化及隆升剥露史研究是认识中亚造山带构造变形过程与机制的关键.本文应用磷灰石(U-Th)/He技术重建中天山南缘科克苏河地区中-新生代构造热演化及隆升剥蚀过程.磷灰石(U-Th)/He数据综合解释及热演化史模拟表明该地区至少存在晚白垩世、早中新世、晚中新世3期快速隆升剥蚀事件,起始时间分别为~90Ma、~13Ma及~5Ma,且这3期隆升剥蚀事件在整个天山地区具有广泛的可对比性.相对于磷灰石裂变径迹,磷灰石(U-Th)/He年龄记录了中天山南缘地质演化史中更新和更近的热信息,即中天山在晚中新世(~5 Ma)快速隆升剥蚀,其剥蚀速率为~0.47mm·a~(-1),剥蚀厚度为~2300m.总体上,中天山科克苏地区隆升剥蚀起始时间从天山造山带向昭苏盆地(由南向北)逐渐变老,表明了中天山南缘隆升剥蚀存在不均一性,并发生了多期揭顶剥蚀事件.     

福建沿海、台湾海峡GPS观测分析及地球动力学特征研究

利用 3期GPS联测结果所获得的福建沿海地壳水平运动信息 ,采用ITRF94全球框架为基础的GPS测站地壳运动模型及其处理软件 ,对所获得的观测数据进行处理和精度分析。得到福建省高精度的GPS测站大地坐标、边长及其位移矢量 ,其精度达到 1 7×10 - 8。计算了福建地壳运动速率、主应变率 ,东西与南北向线应变率、面应变率、剪应变率、大地转动率和最大剪应变率等值线并给出了它们的分布图象。根据多年形变和现今GPS观测资料 ,分析福建地壳垂直运动与水平运动 ,显示区域应力场优势分布特征。最后 ,对福建沿海及台湾海峡地壳动力学特征作了初步的探讨     

Relationship of the Magnetic-Field Strength and the Brightness of the Sunspot Umbra and the Center of a Facular Knot

Geomagnetism and Aeronomy - Two main features define a sunspot as an object: a strong magnetic field and a low umbra temperature. The same can be said about a facular knot, in the center of which...     

Some space gravity formulas and the dimensions and the mass of the Earth

Summary Adopting thePizzetti-Somigliana method and using elliptic integrals we have obtained closed formulas for the space gravity field in which one of the equipotential surfaces is a triaxial ellipsoid. The same formulas are also obtained in first approximation of the equatorial flattening avoiding the use of the elliptic integrals. Using data from satellites and Earth gravity data the gravitational and geometric bulge of the Earth's equator are computed. On the basis of these results and on the basis of recent gravity data taken around the equator between the longitudes 50° to 100° E, 155° to 180° E, and 145° to 180° W, we question the advantage of using a triaxial gravity formula and a triaxial ellipsoid in geodesy. Closed formulas for the space field in which a biaxial ellipsoid is an equipotential surface are also derived in polar coordinates and its parameters are specialized to give the international gravity formula values on the international ellipsoid. The possibility to compute the Earth's dimensions from the present Earth gravity data is the discussed and the value ofMG=(3.98603×10²⁰ cm³ sec^–2) (M mass of the Earth,G gravitational constant) is computed. The agreement of this value with others computed from the mean distance Earth-Moon is discussed. The Legendre polinomials series expansion of the gravitational potential is also added. In this series the coefficients of the polinomials are closed formulas in terms of the flattening andMG.Publication Number 327, and Istituto di Geodesia e Geofisica of Università di Trieste.     

Theory of the evolution of the earth and the earth's crust

Summary The paleomagnetic field (declination and inclination) in different geological epochs is represented through the field of the so-called magnetic dipole. The optimal dipole coordinates so obtained show that during older geological times the optimal dipole lay outside the earth's centre and moved towards and around the earth centre. It is supposed that the optimal dipole trajectory in the earth coincides with earth core trajectory. This core motion brought about a motion of the masses of the mantle in a direction opposite to the motion of the core. This in turn brought about the break-down of Pangea and the separation of the continents. The drift of the continents, the relative changing of the earth's rotational axis and many other geological and geophysical phenomena may be explained through such a motion, that is through the motion of an eccentrical core towards the earth centre.     

On the gravimetric undulations of the geoid and the deflections of the vertical

Summary The author mentions the aims of the World-wide gravity project he established in the Ohio State University in Columbus, in 1950. He outlines the practical procedure of the gravimetric computations of the undulationsN and the vertical deflection components and and emphasizes that only by the global international cooperation and additional gravity observations at sea carried out during the last decade it has been possible to gather to Columbus the needed gravity material. Since there exist still large gravimetrically unsurveyed areas it is of vital significance to study what gravity anomalies are best to be used for these regions. The given figures concerning the accuracy of theN, and , estimated theoretically and obtained in practice, indicate that in the gravimetrically well surveyed parts of the world like in Europe and the United States we can get gravimetrically on basis of existing gravity material theN-values with accuracy of about 5–10 meters, and and with the accuracy of about 1. The geoid undulationsN are already computed in Columbus for more than 6000 points of the northern hemisphere. The sample maps show the interesting geoid of Europe and vicinity between the latitudes 60° and 30° and longitude 5° W and 30° E, drafted on basis of more than 1000N-values computed at the corners of 1°×1° squares. It is interesting to realize that the geoid undulations in all this area are positive, the extreme values being between 40 and 50 meters. The geophysical significance of the geoid maps of this kind is pointed out.     

地震社会心理初探与政府的疏导防治对策

针对我国当前较具典型的几种地震社会心理，指出职能部门疏导、防治的工作重点，并从顺应国情、民情及国家经济体制改革的方向出发，提出相应的对策建议。     

太行山与燕山交汇部位的地壳厚度与泊松比分布特征

本文搜集了2001—2013年间在太行山与燕山构造带交汇部位先后布设的4个宽频带流动地震台阵和首都圈固定地震台网共192个台站记录到的全球5.5级以上远震事件波形资料,综合采用接收函数H-κ和CCP叠加分析获得了134个基岩台站下方的地壳厚度和泊松比结果.综合分析与前人研究相吻合但更加精细的地壳约束分布信息,发现研究区域的地壳厚度和泊松比在整体上呈现出从西北到东南方向渐变的特征,在南北重力梯度带两侧及其附近呈现出明显的小尺度地壳结构和物质组分的差异,且可明显区分出太行山地区和燕山构造带及盆山交界处的地壳厚度与泊松比的相对差异,这可能反映了这些地区在华北克拉通的构造演化过程中所经历的不同地壳改造过程.     

Correlation of the Radial and Meridional Components of IMF and the Solar Wind Velocity: Dependence on the Time and the Fluctuation Frequency

Geomagnetism and Aeronomy - The behavior of the correlation between the radial BR and normal BN components of the interplanetary magnetic field (IMF) in the dependence on the time, the flow type of...     

Models for the origin and composition of the earth,and the hypothesis of potassium in the Earth's core

Progress in understanding the condensation of planetary constituents from a solar nebula necessitates a re-examination of models for the origin and composition of the Earth. All models which appear to be viable require the Earth to have an Fe–FeS core and the full, or nearly full, solar (i.e. chondritic) K/Si ratio. The crust and upper mantle do not contain the requisite potassium for the entire Earth to have the solar K/Si ratio. Therefore, these models require that much of the Earth's potassium, about 80–90%, must be in the deep interior—in the lower mantle or in the core.The hypothesis that a substantial fraction of the Earth's potassium is in the Fe–FeS core is based on the chalcophilic behavior of potassium. Data including the stability of K₂S, the occurrence of potassium in sulfide phases in meteorites and in metallurgical systems, and most importantly, experiments on potassium partitioning between solid silicates and Fe–FeS melts support this hypothesis. The present data appear to require at least several percent of the Earth's total potassium to be in the core. Incorporation of much larger amounts of potassium into the core, possibly most of the 80–90% of the Earth's potassium which is postulated to be in the deep interior, is not contradicted by the present data. Additional experimental data, at high pressures, are required before quantitative estimates of the core's potassium content can be made.It is likely that⁴⁰K is a significant heat source in the core. Decay of⁴⁰K is a plausible energy source to drive core convection to maintain the geomagnetic field, and to drive mantle convection and seafloor spreading.     

美国地质、地球物理和海洋学家的现状调研

1　工作特点美国的地质学、地球物理学和海洋学家们利用他们所掌握的科学知识 (地球物理、地质和历史等方面的知识 )来确定水资源、矿产资源和能源等的状况 ,围绕如何保护环境 ,预测未来地质灾害 ,利用土地资源等问题开展工作。他们利用先进的仪器对地球和水资源进行分析研究。地质学家 ,同时也包括地球物理学家们研究地球的过去、现在和未来。例如他们研究地球运动 ,试图预报地震与火山会在何时何地发生 ,以及它们对周围地区的影响。虽然地质学、地球物理学、海洋学领域密切相关 ,但也有很大的不同。地质学家研究地球的构成、过程和历史。…