新疆南天山西段中新生代构造变形与盆山耦合机制探讨

南天山西段山峦叠嶂,沟壑深切,褶皱强烈,断裂纵横。构造演化与中生代以来新疆地区的强烈隆升以及其后的塔里木盆地大规模断陷密切相关,受典型的盆山耦合机制控制。从卷入褶皱作用的地层展布和区域构造变形特征分析,新疆地区在原塔里木地块的基础上,由于大规模地慢物质上涌,于中生代晚期发生强烈隆升,并在隆升的北西缘西南天山一带形成北东东向构造岩浆带。新生代以来,由于新疆隆起轴部强烈的热减薄作用,导致隆起中部发生大规模裂陷,并逐渐形成塔里木断陷盆地。与此同时,构造岩浆活动形成的南天山西段造山带与塔里木断陷盆地构成了较大的（地形）位势差,进而引起南天山西段由北西向南东拆离滑脱。第一期形成的区域性褶皱被改造成一系列倒转褶皱,往往表现出北西翼平缓,地层出露齐全,南东翼陡倾或倒转,甚至在某些背斜倒转翼形成较大规模的逆冲推覆构造,同时相伴产生多条北西向走滑断裂,以调节沿走向滑脱拆离幅度的不均匀性。因此,南天山西段,甚至整个新疆地区,中新生代的区域构造演化应从盆山耦合的视角分析其地球动力学过程。这也许是解开西南天山复杂变形历史的钥匙。     

皖南地区加里东运动构造特征

前人认为皖南地区加里东运动仅表现为抬升造陆运动.文中从构造运动不整合接触关系证据、盖层构造、劈理及变形变质程度,以及古构造应力场特征等方面开展研究.于皖南地区多处发现了上泥盆统与下伏志留系呈角度不整合接触,表明了区内发育加里东褶皱.通过区域地质调查和构造解剖,揭示了区内复式褶皱为加里东和印支两期褶皱叠加的产物.其中,加里东期构造样式主要为区域性开阔褶皱,规模巨大,其轴迹呈北东东向或近东西向延伸,然而,印支期构造样式为线性中常褶皱,规模较小,其轴迹主要呈北东向展布.应用赤平极射投影法对研究区内的褶皱轴面产状、劈理产状要素进行统计分析,结果显示发育加里东期、印支期等多期变形构造;并利用该法求得褶皱两翼优势产状,应用数学计算法计算出区内3期构造应力场特征值,显示华南地块自南而北向扬子地块俯冲挤压的陆内造山动力学过程.早古生代盖层造山属性为陆内造山.区内加里东期褶皱构造属性的厘定和深入研究,对区域构造格架的建立具有重要意义.     

龙门山前陆盆地形成与演化

本文将龙门山前陆盆地和龙门山冲断带作为一个地质整体进行了研究，并将构造地层学和层序地层学相结合的综合地层学的分析方法作为分析龙门山前陆盆地沉积的基础，以不整合面和其对应面将盆地充填序列分割为构造层序和层序，对应于不同成盆期和同一成盆期不同演化阶段，阐明龙门山前陆盆地充填序列和沉积体积三维空间配置形式及其在时间上的演化，初步建立了龙门山前陆盆地地层格架，进而研究龙门山冲断带逆部推覆作用对龙门山前陆盆     

早期碰撞造山带的构造样式及其板块构造演化意义：以华北克拉通五台山花岗岩—绿岩区为例

早期碰撞造山带的研究是探索板块构造早期体制的前缘领域。五台山地貌高差巨大（达2437m）、山体雄伟、地质露头连续完整,是我国早前寒武纪地质研究的经典地区和认识大陆克拉通早期地壳演化的窗口,已成为世界早前寒武纪碰撞造山带的典型实例。围绕五台山构造样式的深入研究,对于揭示早期板块构造演化及中浅地壳构造层次具有重要的地质意义。 大量的野外地质调查及构造横剖面研究表明,五台山东冶亚群为华北克拉通的早期沉积盖层,它以开阔复式向形为特征,不整合于造山杂岩及其前陆冲断带和前陆盆地之上。区域变质相的分布及豆村亚群主期褶皱枢纽指示,五台山花岗岩—绿岩区向西南掀斜,出露了新太古代碰撞造山带不同构造单元（造山杂岩及前陆冲断带和前陆盆地）中浅层次上连续而完整的构造剖面。前陆冲断带以沉积岩系大规模平卧褶皱和逆断层、蛇绿岩混杂带和基底构造活化为特征。造山杂岩发育低角度逆断层和复杂叠加褶皱,伴随不同时期花岗岩类的侵位。从浅部层次向深部,绿岩带复式褶皱逐渐被与TTG杂岩构造叠置的表壳岩构造岩片取代,构造面理由陡立趋于平缓。与世界其他花岗岩—绿岩区相比,五台山区完好保留了造山带挤压构造及其前陆盆地沉积,指示早期碰撞造山过程的强烈构造缩短和大规模地壳隆升作用,是研究早期板块碰撞造山过程的重要例证。     

阴山地区印支期地壳构造变形研究

阴山地区位于阴山－燕山中生代板内造山带西部。印支期地壳活动以南北向水平挤压变形为主，形成一系列东西方向展布的大型褶皱构造和逆冲推覆构造，构成阴山地区中生代造山带主体构造格架。根据沉积作用、岩浆活动和不同构造要素之间叠加改造关系，把阴山地区印支期地壳构造演化划分为三同阶段：早期以小型山间盆地沉积作用为主，其内堆积了一套陆相粗碎屑沉积建造和火山沉积建造；中期以褶皱作用为主，形成了大青山复式向斜和一些紧闭同斜褶皱构造；晚期以逆冲作用为主，并伴随有强烈的岩浆活动，形成了大型逆冲推覆构造。     

太行山中北段褶皱构造序列

太行山中北段中－深变质岩区的褶皱构造变形复杂，不同期次间叠加改造强烈，构造置换作用明显，作者采用变质岩区构造解析方法，在观察，测量，分析了大量构造面，线组构的基础上，划分出５期褶皱构造，建立了本区的构造变形序列，并认为构造变形经历了从强塑性变表到韧脆性变形的演化过程，反映出地壳从纵向增厚作用转变为变质核杂岩隆升的演化过程。     

雅砻江锦屏水电站地区褶皱分期及其对岩石地层的影响研究

根据褶皱构造的分类、分期原则，首次将雅砻江锦屏水电站地区褶皱划分为 3期：第 1期为印支造山期主褶皱；第 2期为印支期后层内流变褶皱，第 3期为燕山期-喜山期叠加褶皱。这 3期褶皱在类型、规模和特征上各具特色，晚期褶皱对早期褶皱还存在叠加关系，从而对本区构造格局的形成以及地层岩石的展布、形态和厚度变化等方面起着直接的控制作用。印支期主褶皱在宏观上控制了坝区地层岩石的总体分布，第二期和第三期褶皱造成坝区岩层厚度、形态、岩性组合的明显变化。     

早期碰撞造山带的构造样式及其板块构造演化意义:以华北克拉通五台山花岗岩-绿岩区为例

早期碰撞造山带的研究是探索板块构造早期体制的前缘领域.五台山地貌高差巨大(达2437m)、山体雄伟、地质露头连续完整,是我国早前寒武纪地质研究的经典地区和认识大陆克拉通早期地壳演化的窗口,已成为世界早前寒武纪碰撞造山带的典型实例.围绕五台山构造样式的深入研究,对于揭示早期板块构造演化及中浅地壳构造层次具有重要的地质意义.大量的野外地质调查及构造横剖面研究表明,五台山东冶亚群为华北克拉通的早期沉积盖层,它以开阔复式向形为特征,不整合于造山杂岩及其前陆冲断带和前陆盆地之上.区域变质相的分布及豆村亚群主期褶皱枢纽指示,五台山花岗岩-绿岩区向西南掀斜,出露了新太古代碰撞造山带不同构造单元(造山杂岩及前陆冲断带和前陆盆地)中浅层次上连续而完整的构造剖面.前陆冲断带以沉积岩系大规模平卧褶皱和逆断层、蛇绿岩混杂带和基底构造活化为特征.造山杂岩发育低角度逆断层和复杂叠加褶皱,伴随不同时期花岗岩类的侵位.从浅部层次向深部,绿岩带复式褶皱逐渐被与TTG杂岩构造叠置的表壳岩构造岩片取代,构造面理由陡立趋于平缓.与世界其他花岗岩一绿岩区相比,五台山区完好保留了造山带挤压构造及其前陆盆地沉积,指示早期碰撞造山过程的强烈构造缩短和大规模地壳隆升作用,是研究早期板块碰撞造山过程的重要例证.     

断层调整与控制作用下的叠加构造变形:以贵州地区燕山期构造为例

褶皱叠加方式与其形成的构造现象极为复杂。常见3种叠加方式为共轴叠加、横跨叠加和斜跨叠加。如果地质体均一,断层不发育,即会形成理想型叠加褶皱的构造样式。如果发育区域性大型断层,在不同方向的区域应力场作用下,加上地质体的不均一,就会在不同的区块内形成更为复杂的叠加褶皱与构造组合。贵州境内自古生代-中生代先后发育了5条切割基底的区域性断裂,至早中中生代,这些断层将区内切割为6个主要构造块体。在三叠纪之后的燕山构造运动期间,发生了强烈的构造叠加变形,早燕山期与晚燕山期区域应力场方向不同,使得不同区域断层的性质、位移发生变化,断层的多次活动起到了应力释放与调整作用,再加上块体地质结构的不均一性与软弱层的滑脱作用,最终在不同区块内发生了不同的褶皱叠加作用,形成了不同的褶皱构造样式与构造组合。     

关于福建印支运动性质的讨论

福建印支期强烈的抬升和伸展现象的地质事实已为广大地质工作者所公认，从抬升造陆作用，褶皱造山作用两探讨了印支运动的性质，认为鲆支运行的褶皱造山特征不明显，而隆升造陆特征显著。     

低级变质沉积岩区压溶作用在褶皱变形中的意义

拉卡兰褶皱带中,发育于Ballarat-Bandigo冲断带中的低级变质砂、泥岩的宏观构造以间离劈理和人字形褶皱为特征,而且劈理在褶皱中呈扇形发育。劈理和褶皱的几何关系分析显示:劈理和褶皱的形成为压溶作用、压扁作用、弯曲作用和被动旋转共同作用的结果,而褶皱砂、泥岩中变形构造则以与压溶作用和再沉淀过程有关的显微构造为其典型特征。Fry法进行的全岩应变测量显示,褶皱砂岩的内部应变相当低(X/Z=1.40—1.83),褶皱应变格局给出变形机制的信息包括:缩短过程中的压扁作用和压溶作用、褶皱过程中由弯滑导致的层平行剪应变、以及褶皱后期发育阶段内弧区强烈的压溶作用。宏观构造、显散构造以及应变特征多方面信息证明:低级变质的沉积岩在褶皱变形过程中,压溶作用为一重要的变形机制。应变分解显示在30％—50％的总地壳水平缩短量下,弯曲导致的缩短最为14％—36％,压扁导致的缩短量为3％—14％,压溶导致的缩短量为8％—26％,而且压溶作用主要发生在褶皱内弧区。     

平衡剖面的正演计算及其应用

正演运动模型近来已广泛运用于地质剖面的构造演化模拟。作者以Suppe的断层转折褶皱的几何模型为基础,详细阐述了挤压构造区域上盘地层的几何形态变化对应的速度场分布规律及地层长度变化;编制出相应的平衡剖面正演程序,并扩充了正演程序的应用范围。以川东大池干构造为实例,制作出该构造的平衡构造演化剖面。     

泊松比对岩样破坏模式及全部变形特征的影响

利用编写的计算岩样全部变形特征的FISH函数, 采用FLAC模拟了泊松比不同时单缺陷岩石试样的破坏及全部变形特征。在峰前及峰后, 本构模型分别取为线弹性模型及莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。高泊松比使岩样发生由单一剪切破坏向复杂破坏转变、破坏区域的面积增加、剪切带倾角降低, Coulomb、Roscoe及Arthur理论对此无法解释。不同泊松比时计算得到的峰前应力-轴向应变曲线、应力-侧向应变曲线、侧向应变-轴向应变曲线、体积应变-轴向应变曲线的线性阶段与平面应变压缩条件下的线弹性解吻合。若泊松比超过1/3, 通过计算得到的平面应变压缩泊松比可大于0.5, 这被数值模拟确认。泊松比的增加使峰后的侧向应变-轴向应变曲线、体积应变-轴向应变曲线、计算得到的泊松比-轴向应变曲线变得不陡峭, 使峰后的应力-侧向应变曲线变得陡峭, 使破坏的前兆变得不明显。      

区域变质岩区填图的构造地层学准则

区域变质岩区填图工作的关键问题是能否或如何在“地层学”意义上来划分填图单位。鉴于变质岩的构造特殊性,公认应当采用构造-地层方法,但是这里涉及的不单纯是工作程序和具体方法,而且涉及对变质构造特征的理论认识。本文以北京西山浅变质岩系为例,对构造地层学准则进行初探,因为这里可明确建立双重地层系统,便于对比分析。     

折劈发育条件的分析——以鞍山附近元古宙地体之折劈(S2)为例

 本文以辽宁省鞍山附近元古宙千枚岩和片岩中的折劈S₂为论述的基础。按照简单剪切原理计算出发育折劈的岩石中的γ(剪应变)值。通过γ等值线图及断面图、T_M/T_QF-α相关图和变形标志(石英)形态比的研究,初步认为,折劈岩石中矿物组成、结构、微构造和α角等的明显“分异”现象,主要由剪应变和伴随发生的物质迁移所造成。有限应变状态的特点是:剪应变高的带(M)和剪应变较低的带(QF)相间排列。相邻带剪应变差异控制着扩散物质迁移机制,对微构造(如微褶皱)的生成,有重要作用。折劈生成于T低于500℃,P 约为5kb 左右的绿片岩相变质环境,它标志着地壳处于区域性抬升状态,相继产生的共轭折劈和膝折带(属于 D,构造),则表明已抬升到足以引起岩石总体体积扩张的高度。     

不同弹模时圆形巷道围岩的应变局部化数值模拟

利用基于运动方程求解的FLAC程序模拟了不同弹性模量时圆形巷道的应变局部化过程。在计算中, 采用了"先加载, 后挖洞"方式。模拟结果表明, 在弹性模量中等或较小的条件下, 由于开挖卸荷而产生的围岩向空腔内部的"涌入"(运动)现象比较明显, 进而围岩中诱发了较多的破坏、V形坑或短剪切带式破坏。在上述条件下, 基于静力平衡的解析及数值方法不再适用, 而且是偏于不安全的。弹性模量越小, 开挖之后, 围岩维持其均匀周向(或环向)变形的能力越差, 这种轴对称变形越容易被打破, 也被打破得越早。尽管随着弹性模量的增加, 破坏单元数的变化并不是单调的, 但是在总体上, 随着弹性模量的增加, 破坏单元数目降低, 最大剪切应变增量急剧单调下降。      

强度参数对初始随机缺陷岩样全部变形的影响

在单轴平面应变压缩条件下, 采用FLAC模拟了初始内聚力及内摩擦角对具有随机材料缺陷岩样轴向、侧向、体积变形及由侧向应变及轴向应变计算得到的泊松比的演变的影响。采用编写的FISH函数于试样内部规定随机缺陷并计算其全部变形特征。密实的岩石服从莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则, 破坏之后呈现应变软化—理想塑性行为。随着强度参数(初始内聚力及内摩擦角)的增加, 应力峰值及对应的侧向应变的值提高, 体积应变的峰值增加, 应力峰值所对应的计算得到的泊松比稍有增加。由于被剪切带所分割的毗邻块体之间的相对滑动, 纵然扩容角为零, 试样在峰后的变形阶段, 仍然可以观察到体积膨胀现象, 这与作者的理论分析结果一致。当强度参数降低时, 侧向应变—轴向应变曲线、体积应变—轴向应变曲线及计算得到的泊松比—轴向应变曲线的峰前非线性部分变得短暂。剪切带倾角的数值解的上限低于Coulomb理论, 下限在Roscoe理论附近波动, Arthur理论的预测结果与本文剪切带倾角的数值解更接近.      

2008年汶川Ms8.0地震北川以北段地表破裂变形的主要样式

2008年5月12日发生的汶川地震是由青藏高原东部龙门山断裂的活动所导致。震后的调查表明,北川县城以北的断裂段破裂了约90km。在北川县城以北,不同地点沿地震地表破裂所展现的地表变形差异很大,可能反映了断裂附近地表特性的变化。文章主要从5个典型地点来阐述5种代表性的地表变形模式。前两个地点,在北川县城以北几公里,反映了近地表基岩中的一种变形和从基岩向松散堆积物过渡区的一种变形模式。与此两种断裂陡坎变形不同,中间的两个点则阐述了褶皱陡坎,它们反映了2008年地震中断裂断错在地表以下终止的不同情形。最后一个点位于汶川地震地表破裂的北端,可能代表了当地表破裂结束时地表变形的模式。在北川以北段地表破裂上典型地点的详细测量的基础上,通过归纳野外获得的地表变形资料,构建出汶川地震地表破裂北川以北段的基本变形模型。     

纵弯褶皱叠加机制和类型的研究现状

叠加褶皱的研究是以叠加机制和叠加类型为基础的。从变质岩构造研究中形成的叠加褶皱理论是以剪切褶皱为基础,而沉积岩的纵弯褶皱叠加机制和类型均与之不同。国外有学者分别指出再褶皱时的斜纵弯褶皱机制和早期褶皱枢纽的迁移机制以及四种基本叠加类型。我国有人论述了早期褶皱的枢纽、拐线的迁移是正纵弯再褶皱的一种机制,依此提出了正纵弯叠加褶皱的三种基本类型。本文对这些成果的主要认识和依据予以介绍。     

混凝土徐变对抗滑桩结构的影响分析

混凝土徐变作用能够增大桩身弯曲变形,占用设计冗余。增大受拉侧混凝土裂缝宽度,降低结构耐久性。由于抗滑桩嵌固段属于隐蔽工程,无法及时发现此类问题,故将会对防治工程造成安全隐患。本文采用在抗滑桩埋设应变计,定期监测桩身应变数值的方法,研究了悬臂式抗滑桩在成桩后至一定时期内的实际受力变形情况。特别是对工程运行初期混凝土徐变作用下的桩身变形情况,进行了分析与总结,最后提出了抗滑桩设计时注意事项。