青藏高原刻痕与地壳分层构造

本文针对青藏高原的科学问题,讨论多尺度刻痕分析结果的地质和大地构造含义。区域重力场小波多尺度刻痕分析方法可应用于刻画地壳分层的三维密度结构和构造变形带,取得的反映上、中和下地壳结构的3套图件,为研究地壳构造和物质运动提供了有深度标定的定量的约束。方法应用到青藏高原后,研究结果表明上地壳结晶基底的图件与地表观察的地质构造吻合图件,而得出的中、下地壳图件提供了地表观察难以准确辨识的大量信息。例如,青藏高原内密度较高的地体包括喜马拉雅地体、克什米尔地体、察隅河地体、柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体。柴达木地体、巴颜喀拉地体和羌塘地体是青藏高原中有壳根的核,而密度最高的克什米尔和察隅河地体在大陆碰撞时不易碎裂,对东西两个构造结的形成起了关键作用。青藏高原地壳大尺度强烈的低密度扰动反映了下地壳流的源区或者侧向挤出管道流,下地壳流可分为垂向管道流和侧向管道流两种。反映地壳变形带的脊形化参数图标明了现今地壳不同深度构造的位置,这些包括古地体拼合缝合带、古俯冲变形带、走滑剪切变形带等。结合边界刻痕参数图,可以绘制出中、下地壳构造图。     

青藏高原构造变形与热应力场

自新生代以来,青藏高原构造变形的特点表现为强烈的SN向挤压、逆冲、推覆构造,在后期出现伸展拉张构造。这些构造的形成除了与印度板块推挤有关外,尚与地壳深部温度变化引起的热应力有关。该文计算了由于地壳温度升高引起的热应力场及位移场,指出热应力场及位移场的基本特点,分析了他们在青藏高原构造变形中的作用。考虑到印度板块的推挤、重力和热应力场的共同作用,可以较好地解释青藏高原构造变形的特点及动力学机制。     

青藏高原的现今构造变形与地球动力过程

作为地球陆地上最高、最大、最平坦的地貌单元,青藏高原晚第四纪—现今构造变形的运动学状态是研究其深部地球动力作用的重要基础。全球卫星导航系统能够观测几十年时间尺度的地壳运动定量资料,历史记载和仪器观测获得的历史地震资料提供着数百年时间尺度的构造运动和深部变形数据,而上万年时间尺度的活动断裂定量研究数据则揭示着长期、平均构造变形状态。综合这三类不同时间尺度的地表构造变形定量数据,就能够定性推测或定量模拟驱动地表构造变形的深部地球动力作用。本文综合利用上述三类资料,发现青藏高原晚第四纪—现今的运动状态受控于统一的应变场,地表与深部一致,现今与长期一致。最大剪切应变主要分布在高原周边的主要逆冲断裂带和内部的巨型活动走滑断裂带,产生众多的强震;收缩应变和地壳缩短主要发生在周边山系及其伴随的前陆盆地,形成逆冲断裂和逆冲型强震;面膨胀应变和地壳拉张发生在高海拔的青藏高原内部,形成近南北向正断层和北东/北西向共轭剪切断裂系,并控制着正断层型地震的发生;青藏高原的所谓“向东挤出”,不是刚性岩石圈地块在走滑断裂夹持下的向东滑移,而是高原内部岩石圈物质的向东流动和绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转。这种运动状态...     

中国大陆现今构造变形GPS观测数据与速度场

利用 1991— 1999年间 36 2个全球定位系统 (GPS)测站的观测资料 ,初步获得了中国大陆及周边地区现今地壳水平运动的统一速度场。该速度场主要涵盖青藏高原 ,天山 ,塔里木、川滇 ,河西走廊 ,福建东南沿海等重要构造活动区 ,测定精度总体优于 2～ 3mm/a ,速度场站点的分布和测定精度基本上满足中国大陆现今构造变形和动力学研究的需求。现代大地测量第一次比较全面、定量地展示出中国大陆在周边板块作用下大幅度构造变形的图像 ,为模拟大陆岩石圈动力过程提供了基础性的运动学约束条件。     

青藏高原重力场特征和地壳构造

本文利用布格重力异常图,结合其它地质和地球物理资料,探讨了青藏高原区域重力场和剩余重力场特征及所反映的地壳构造。     

青藏高原的降升与环境变化

基于青藏高原及其周转边地带地球深部结构，构造和大陆动力学的研究，探讨了风瓦纳的古解体后，印度板块北进与欧亚板块碰撞作用的后效。由于印度板块中、上地壳与地幔盖层物质挤入，南北双向挤压力系以及复杂深层动力过程的作用。深部物质被分异、调整，致使地壳缩短增厚，深部物质例向流展，导致青藏高原隆升，随着青藏高原的隆起，形成了特异的深部结构与深层过程，这不仅极大地改变了古亚洲的地貌景观和自然环境，使青藏高原进入     

青藏高原东北缘现今构造变动与地震活动特征

笔者利用青藏高原东北缘20世纪70年代以来的精密水准网和跨断层流动形变网监测资料和近10a来高精度GPS观测结果,结合地质构造和地震活动,研究和探讨了该区现今构造变动和强震活动的一些特征和初步机理。结果表明：①研究区现今构造变动具有空间分布的不均一性和随时间演化的非平稳性,其总体趋势呈现为新构造时期以来的继承性;②构造变动过程中的快速隆升异常区和与之相伴生的高梯度变形带、以及显著地断层活动异常,是较强地震孕育的标志,地震往往发生在具有较高应变积累的区域附近;③印度板块对青藏高原的强烈挤压是该区构造变动与地震活动的主动力环境;构造变动和地震与块体活动及区域构造应力场变化密切相关。     

青海鄂拉山断裂带晚第四纪构造活动及其所反映的青藏高原东北缘的变形机制

鄂拉山断裂带是分隔青海乌兰盆地 (柴达木盆地的一部分 )与茶卡—共和盆地的一条重要边界断裂 ,长约 2 0 7km ,由 6条规模较大的主要以右阶或左阶次级断裂段羽列而成 ,阶距约 1～ 3.5km。该断裂右旋走滑的起始时代为第四纪初期 ,约在 1.8～ 3.8MaB .P .期间 ,大的地质体累积断错约 9～12km。断裂新活动形成了一系列山脊、冲沟和阶地等的右旋断错及断层崖、断层陡坎等。晚更新世晚期以来 ,鄂拉山断裂带的平均水平滑动速率为 (4 .1± 0 .9)mm/a ,垂直滑动速率为 (0 .15± 0 .1)mm/a。鄂拉山地区的构造变形受区域NE向构造应力作用下的剪切压扁与鄂拉山断裂的右旋剪切和挤压的共同影响 ,共和—茶卡盆地和乌兰盆地均属于走滑挤压型盆地。青藏高原东北缘地区在区域性北东向挤压的作用之下 ,应变被分解为沿北西西向断裂的左旋走滑和沿北北西向断裂的右旋走滑运动 ,形成一对共轭的剪切断裂。鄂拉山断裂及其他北北西走向断裂的发展演化和变形机制表明青藏高原东北缘向东的挤出和逃逸是非常有限的。     

青藏高原北缘重力场特征与深部地壳构造

以老茫崖—阿尔干和格尔木—额济纳旗 2条 1∶5 0万实测重力剖面数据为基础 ,研究了青藏高原北缘的重力场特征 ,划分了 5个地质构造单元 ,计算并分析了研究区Airry均衡异常 ,推测阿尔金断裂带和北祁连断裂带为青藏高原北缘的动力边界。     

青藏高原现今高分辨率地壳运动特征

利用GPS资料, 采用最小二乘配置和小波技术分析了青藏高原的地壳运动特征, 对该区地壳运动强度和涡旋运动进行了定量分析.结果显示, 青藏高原地壳运动强度沿喀喇昆仑断裂、玛尼-玉树-鲜水河-小江的弧型构造带, 自西向东递减.川滇菱形块体显示出北强南弱、西强东弱的特点, 东边界形成明显的分界线, 而西边界并不明显; 青藏高原存在3个涡旋分区: 顺时针旋转的拉萨、羌塘及川滇中西部地区, 亚东-谷露断裂以东的区域为其涡旋高值区; 逆时针旋转的柴达木地块及其以北的地区, 西昆仑断裂与阿尔金断裂之间为其高值区; 逆时针旋转的青藏高原与华南地块的边界带, 龙门山与安宁河的拐角处为其高值区.      

中国大陆现今构造运动的GPS速度场与活动地块

GPS观测结果给出了在欧亚参考框架下周边板块的运动状态 ,印度板块的运动方向约NE2 0° ,速度是 40～ 42mm/a ;北美板块的运动方向约NW 2 80°～ 2 90° ,速度是 2 1～ 2 3mm/a ;菲律宾板块的运动方向是NW 2 90°～ 310° ,速度是 37～ 45mm/a ;哈萨克—西伯利亚地盾的运动方向约NE130° ,速度是 3～ 5mm/a。GPS所揭示的中国大陆现今运动场清晰地表现出了以活动地块为单元的分块运动特征。文中给出了各主要活动地块的运动方向和速度。大部分活动地块内部结构完整 ,以整体性的运动为主 ;个别活动地块内部发生构造变形 ,地块的整体性不好。中国大陆以活动地块为单元的现今构造变形可能与大陆岩石圈的结构和性质有关 ,上地壳以脆性变形为主 ,下地壳和上地幔以粘塑性的流变为特征 ,从底部驱动着上覆脆性地块的整体运动。     

青藏高原地热资源与地壳热结构

青藏高原具有独特的地壳结构和高热背景。南部的喜马拉雅地块属于"热壳冷幔"型,拉萨-冈底斯地体属于"热壳热幔"型地块,该区域内中地壳范围内存在一低速高导层,可能为部分熔融岩浆囊,形成了规模宏伟的地热带。高原水热活动带主要出露在喜马拉雅-冈底斯-念青唐古拉之间,>25℃的水热区有283处,>80℃的沸、热泉有近40处。著名的羊八井高温热储地热田,已经建成装机容量达25.18 MW的地热电站,为拉萨输送了大量电力,地热资源在高原能源结构中占有重要的地位,具有巨大的开发前景和价值。      

青藏高原北缘重力场研究

根据实测阿尔干—老茫崖、格尔木—额济纳旗两条重力剖面获得的资料,研究了青藏高原北缘重力场特征。划分出5个二级构造单元及11条较大断裂,计算并分析了研究区内Airy重力均衡异常与新构造运动的关系。利用重震联合反演结果,浅析了地壳—上地幔构造及密度分布特点,指出研究区内莫霍界面最深处在青海哈拉湖地区,达65km,新疆阿尔干最浅,只有39km。推测北祁连褶皱带中的中祁连断裂及阿尔金断裂系是青藏高原块体的北界。     

环青藏高原构造形变场的数值模拟研究

本文综合论述了环青藏高原地区主要断裂活动性及其内部构造块体运动状况两方面的构造形变场特征，并将其置于 青藏高原这个完整的地球动力学环境体系中，在建立青藏高原构造动力学模型式的基础上，用离散元法模拟分析了环青藏高原地区上述两方面的构造形变场特征。     

晚新生代青藏高原岩溶地貌及其演化

本文在野外考察的基础上并参照洞穴次生方解石的年代资料和有关文献,指出青藏高原目前所见到的岩溶地貌主要是第三纪古岩溶地下部分经后期剥蚀形成的。更新世间冰期至少在高原南部,湿热型岩溶地貌过程得以延续;更新世冰期在灰岩山地冰川槽谷的边缘,冰川融水作用亦可发育小型洞穴。现代灰岩表面一些深度在十数cm以下的平行溶沟则形成于全新世。晚新生代以来青藏高原岩溶地貌经历了一个从低海拔到高海拔、从较低纬度到较高纬度的三维演化过程。     

重力异常与青藏高原地壳构造

1987年在青海格尔木—西藏亚东地区开展了1:50万重力路线扑点工作。在总长度1620km内,布设201个测站。利用上述资料计算了研究区的莫霍面深度及均衡异常(普拉特模式),分析了地壳与上地幔内的均衡信息。利用布格异常形态与测点高程的相关统计,在工区内划分了9个地体及13条较大的断裂。     

青藏高原的隆升与环境变化

基于青藏高原及其周边地带地球深部结构、构造和大陆动力学的研究，探讨了冈瓦纳古陆解体后，印度板块北进与欧亚板块碰撞作用的后效。由于印度板块中、上地壳与地幔盖层物质挤入，南北双向挤压力系以及复杂深层动力过程的作用，深部物质被分异、调整，致使地壳缩短增厚，深部物质侧向流展，导致青藏高原整体隆升。随着青藏高原的隆起，形成了特异的深部结构与深层过程。这不仅极大地改变了古亚洲的地貌景观和自然环境，使青藏高原进入冰冻圈，而且造成高原及其周边地域剧烈的水热活动和特异的地震活动，强烈地改变了该区人文气候、生物区系和生态环境，从而构成中—新生代以来东亚乃至全球系统最为壮观的地球科学事件之一。     

柴达木盆地第四纪环境演变、构造变形与青藏高原隆升的关系

青藏高原北部柴达木盆地发育了巨厚的第四纪河湖相沉积。盆内沉积地层强烈的构造变形以及湖盆环境突变进一步证实了青藏高原经历了多期挤压隆升运动。沉积环境、介形虫和植物孢粉化石及磁性地层研究表明,自距今 2.5Ma以来,青藏高原共经历了距今2.52～2.28Ma,1.94～1.66Ma,1.38～1.1Ma,0.71～0.5Ma和 0.24～0.09Ma 5次强烈的隆升阶段,分别对应于青藏运动B幕和C幕、昆黄运动A幕和B幕以及共和运动。高原内、外 9个盆地的构造—沉积记录对比研究也进一步揭示了青藏高原隆起的整体性和阶段性。