用双三次样条函数和GPS资料反演现今中国大陆构造形变场

将中国大陆现今构造变动视为一种连续的地壳变形,利用双三次样条函数模拟了近期GPS测定的大陆内部及周边地区412个测站速率,反演大陆地区自洽的构造变动速度场和应变率场.模拟结果显示:印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力.印度板块在东喜马拉雅构造结深深插入青藏高原,造成地壳大规模的缩短和抬升.青藏高原东南部的喜马拉雅带、拉萨和羌塘地块以及青藏高原东南边的川滇地区,内部构造活动强烈,其内部的构造变形包含地壳碎片的冲断、褶皱和侧向逃逸.大陆地壳(或岩石圈)的增厚,尤其是喜马拉雅山脉南北向的快速缩短和青藏高原东西向的缓慢拉张,大约吸收了印欧板块会聚量的85%,西藏中东地区东西向的拉张速率达到了(16±2.0)mm/a,且顺时针方向扭转明显.印度板块相对欧亚板块运动的欧拉极为(29.7°N, 19.3°E, 0.392°/Ma);华南地块相对于欧亚大陆向东(102°±7.4°)南的运动速率是(11±1.54)mm/a,华南块体相对欧亚板块运动的欧拉极为(62.25°N, 126.56°E, 0.141°/Ma);塔里木地块相对较稳定,其西部运动速度高于东部运动速度,作顺时针方向旋转.总体上讲,中国大陆运动方向为北偏东呈辐射状,从西部近南北方向的运动转向东部地区东南方向的运动,绕东喜马拉雅构造结有一顺时针方向的旋转.横穿喜马拉雅构造带及青藏内部的南北向压缩速率为(19±2.0)mm/a,横穿西天山构造带的南北向压缩平均速率为(13±1.5)mm/a,横穿东天山构造带的南北向压缩平均速率为(6.0±1.4)mm/a.阿尔金断裂带的左旋走滑速率为(6±1.2)mm/a.     

鄂尔多斯地块西缘科学山地区叠加变形分析

鄂尔多斯地块西缘科学山地区侏罗系地层发育典型的区域性叠加褶皱,记录鄂尔多斯地块西缘中生代以来主要构造演化过程。在区域性构造分析的基础上,通过野外构造解析,确定了两期构造缩短变形过程;同时运用层间滑动断层运动学分析,结合构造筛分,获得两期同构造缩短变形的挤压构造应力场;综合区域构造与构造年代学,提出科学山地区晚中生代以来两期构造演化过程。中—晚侏罗世(J_2—J_3)受NW—SE向构造挤压作用控制,鄂尔多斯地块西缘科学山地区发生NW—SE向构造缩短变形,形成NE—SW向的褶皱构造与相关的逆冲断层,同时控制了中—上侏罗统沉积。这期构造缩短变形可能是西伯利亚板块向南汇聚与太平洋板块NW向俯冲联合作用的结果。中新世晚期—上新世晚期(N■—N_2)挤压构造应力场转变为NE—SW向构造挤压,导致NW—SE向褶皱构造发育,并叠加在早期NE—SW向构造之上,形成区域性叠加褶皱。区域构造分析表明,这期构造缩短变形是青藏高原NE向扩展的构造响应。上述研究为重建鄂尔多斯地块西缘陆内变形过程提供了重要证据。     

伊宁地块构造单元划分之新见

伊宁地块是西天山造山带的重要组成部分,其上广泛出露晚古生代火山岩浆岩和沉积建造,对剖析该地块的形成演化具有重要意义。伊宁地块以中部近EW向展布的乌孙山—塔勒得断裂为界可划分为南、北两大构造带,两者在基底建造、岩浆岩的组成与时代及其地球化学特征、盆地形成和构造演化等方面均呈现显著不同。其中,南构造带由晚泥盆世—早石炭世早期大哈拉—喀勒峻岛弧带和阿腾套弧后伸展盆地构成,推测海沟位于岛弧带之南(那拉提南缘断裂附近);北构造带由早石炭世中晚期阿吾拉勒叠加岛弧带、特克斯—新源弧前盆地和清水河—苏布台弧后盆地-扇三角洲构成。在重新梳理并详细总结伊宁地块的最新划分依据及方案基础上,首次提出伊宁地块形成与演化的南、北构造带两拼接和演化三阶段新认识:①晚泥盆世—早石炭世早期,南构造带初始弧-盆构造体系形成;②早石炭世中晚期,北构造带的沟-弧-盆构造体系形成并增生;③早—晚石炭世,初始的南构造带与增生的北构造带拼贴缝合,完成地块拼贴与增生,最终形成统一的伊宁地块。     

山西省地区中生代构造特征

通过对山西省地区中生代断层性质及褶皱排列方式的总结分析,目的是探讨其运动学及动力学特征.结论:侏罗纪受NW-SE向挤压兼具左行扭动形成(N)NE向褶皱及压扭性断层,局部并形成次级近EW向或NE(E)向褶断带、NW向及近SN向张性正断层.白垩纪受左行走滑扭动应力作用形成NW向唐河断陷及向北东凸出的弧形褶皱,南部受秦岭构造带右行扭动应力影响,形成NWW向构造带及近EW向次级褶断带.     

青藏高原东南缘构造应力场重构

采用有限元方法,针对青藏高原东南缘建立更细致、更精确的三维有限元弹性模型。选取9种不同的应力边界条件,分别进行优化分析后处理,将对应台站形变模拟值与GPS实测值进行误差分析,最终选取最佳方案作为古构造应力场。结果表明,青藏高原东南缘4 Ma BP的古应力场主要起源于中国大陆周围板块的相互作用,特别是印度板块NNE向强烈碰撞作用,成为中国大陆尤其是西南部青藏高原地区构造应力场最主要的动力来源,控制各个块体相互作用的方式和运动格局。青藏高原东南缘古应力场主要包括几个力源：西北部青藏高原侧向挤压造成的WE向应力约105 MPa;西南部直接来自于印度板块的NE-WS向应力约70 MPa;南部NS向作用力33 MPa;东南部扬子块体侧向NW-SE阻挡力56 MPa;北东部受扬子块体强烈EW向阻挡力90 MPa。这些力源共同作用于青藏高原东南缘,形成现今复杂应力场。
     

蒙古国图木尔铁矿地质特征

蒙古国图木尔铁矿区处在北蒙古褶皱系塔里亚特一色楞格褶皱带的中段。该褶皱带的南东侧为北肯特褶皱带,北西侧为色楞格火山岩带。在蒙古国铁矿成矿区带划分上,属巴彦戈勒铁矿带,带内构造复杂,岩浆活动剧烈,夕卡岩型、热液型铁矿分布较多,是蒙古国目前最重要的铁矿成矿带。     

基于GPS速度场的青藏块体东北缘应变场分析

利用2004～2013年GPS速度场数据,分析青藏块体东北缘的应变场和剖面应变积累特征。结果显示：1）稳定的阿拉善地块及鄂尔多斯地块分别阻挡了祁连山断裂带与贺兰山构造区分别向NE、E方向的物质迁移;2）主压应变率、最大剪应变率高值区均分布在祁连山构造带东段、海原断裂东段至六盘山断裂西段,面膨胀率压性高值区主要在祁连山构造带东段,3）祁连山断裂东段显示为以压性为主、兼具左旋走滑,海原断裂东段至六盘山断裂西段则表现为以左旋走滑为主、压性为辅的相对运动特征。     

四川芦山地震区域构造环境与构造应力场特征

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,这是继汶川地震后发生在龙门山断裂带上的又一次强震。在介绍芦山地震的基本特征及发震构造环境基础上,利用区域内172个震源机制解资料对区域构造应力场进行了计算,特别对龙门山应力区内各类应力数据的最大主应力方向进行了分析。结果表明:龙门山应力区目前处于近东西向的挤压构造应力环境中;区域最大主应力方向在横向上从巴颜喀拉块体的北东—南西向到龙门山块体的近东西向,再到华南块体的北西西—南东东向,表现为顺时针方向的旋转;区域最大主应力在纵向上从柴达木—秦岭块体的北东东—南西西向到龙门山块体的近东西向,再到川滇块体的北西—南东向,亦表现为顺时针方向的旋转;应力方向在不同块体间的转变,反映了青藏高原东缘巴颜喀拉块体在进行南东向水平运动挤压龙门山地块时,由于受到华南地块特别是四川盆地的强烈阻挡,导致龙门山推覆构造带表现为明显的地壳缩短和山体隆升。     

阿尔金构造带形成机制探讨

阿尔金构造带的形成基本可分为两个阶段:早期,其在西北部塔里木地块和东南部柴达木—祁连地块的天平式摆动控制下,承受着挤压和拉张交替的波动力学作用,产生了一系列逆断层与正断层或反转断层;晚期,在青藏地块整体隆升而派生向北推挤的作用下,上述二地块各以不同速度向北滑移,因而在其间形成了剪切作用力,并使阿尔金构造带形成左行走滑断裂性质的断裂带,因此,阿尔金构造断裂带是一条被动构造带。     

南秦岭碧口地区韧性剪切带的变形特征

南秦岭碧口地区韧性剪切带广泛发育在中元古代碧口群内,呈NEE～SWW向延展,向南倾斜。韧性剪切带内广泛发育有拉伸线理、S-C构造、剪切褶皱、鞘褶皱、剪切透镜体构造以及旋转碎斑系、多米诺骨牌式构造、不对称微褶皱等不同尺度的运动学标志,剪切指向表明韧性剪切带运动方式为自南而北的逆冲型。构造式样的不对称及L-S构造岩的发育表明剪切带为区域非共轴变形机制,对剪切带形成的温压条件和形成时代做了定量分析。     

龙门山北段天井山构造特征及成因模拟

根据地震资料、钻井和野外调查等研究,认为天井山构造带广泛发育重力滑动构造、断层转折褶皱、倒转背斜和双重构造等构造样式.天井山构造带变形具有垂向分层特点:上部构造主要为断层转折褶皱,02tjs10测线附近变形强度最大,向两端变形逐步减弱;下部构造为多个逆冲岩片叠置所构成的双重构造.通过构造物理模拟实验,证实天井山构造带在北西—南东向挤压应力作用下变形序列为前展式逆冲叠瓦式构造组合;天井山构造带存在多个滑脱层系,才会形成分层变形、垂向叠置的不协调收缩构造变形.该研究可以为天井山构造带乃至龙门山油气勘探提供指导.     

汶川地震前GPS资料反映的应变率场演化特征

对中国大陆东西向应变率场的研究结果表明,青藏块体西部（92°E以西）东西向拉张区和青藏块体东部（92°E以东）东西向挤压区反映了青藏高原物质东向流动受到了华北 华南地块的阻挡,形成了空间跨度约900 km的压缩区,3期应变率场结果均显示南北地震带中段位于东西向压应变率高值区。川滇地区应变率场结果表明,巴颜喀拉地块东向运动的增强导致了汶川地震震源区面应变率的集中;在东西向挤压高值区逐渐向东迁移的过程中,龙门山断裂带的东西向挤压变形逐渐增强;旋转率场动态演化结果表明,2004—2007年龙门山南段的逆时针旋转变形强度有所减弱,龙门山断裂带中北部的顺时针旋转变形有所增强;主应变率分布特征由散乱到一致的演化特征表明龙门山断裂带闭锁状态伴随着挤压和右旋剪切作用的增强达到了极高点。     

中国大陆西部地区现今的块体运动

根据中国地壳运动ＧＰＳ监测网１９９２～１９９６年３次复测结果,分析了我国大陆西部地区现今块体运动的基本特征,结果表明：印度板块向北推挤是我国西部块体褶皱运动和变形的根源;由於内部次级断块的边界条件和受力方式不同,块体边界和内部构造形变亦具有明显的差异。块体运动主要特点表现为：（１）喜马拉雅向南弯曲的弧形边界东西两端,印度板块推挤运动方向不同,导致了弧前方的亚板块和构造块体的运动方向呈扇形散开;（２）青藏高原主体在南北向缩短、东西向延伸的同时存在着明显向东的物质侧向滑移;（３）重要块体分界带和褶皱带两侧运动矢量的比较表明,阿尔金断裂为左旋走滑,天山、祁连山均呈压性;（４）由设置在不同块体的ＧＰＳ测站南北向和东西向运动速率及速率的平均值得到的块体运动速率和方向,呈有规则的变化,其变化规律与地质、地球物理结果具有较好的一致性。     

新疆乌恰地区萨热克铜矿床储矿构造样式与控矿规律

通过对新疆乌恰地区萨热克铜矿床的构造岩相学实测剖面研究,认为萨热克巴依复式向斜构造有利于盆地流体大规模聚集成矿,且萨热克铜矿床受构造和盆地流体作用影响形成南、北两个矿带。北矿带储矿构造样式为褶皱群落+顺层断层+层间连通性复式断裂-裂隙带,后期具有强沥青化流体侵入特征;南矿带储矿构造样式为传播褶皱+侵入构造+穿层断裂-裂隙带。典型钻孔及坑道的构造岩相学相体解剖研究结果表明:上侏罗统库孜贡苏组二段旱地扇扇中亚相杂砾岩为矿质的初始富集岩性,矿体在膝折构造及沿断裂构造侵位的辉绿岩脉部位增厚;层间和切层断裂-裂隙发育最密集构造应力区为富烃类还原性成矿流体提供运移通道及储矿空间;总体显示萨热克铜矿具有构造与成矿流体叠加耦合作用特征。     

辽东半岛南部印支造山旋回早期的顺层滑脱构造

辽东半岛南部发育于太古宙基底与青白口系盖层邻接部位的大型韧性剪切带与盖层内顺层固态流变形成的构造群体,是印支造山旋回开始时,在主要来自太平洋方面的构造力驱动下,以盖层与基底的不整合面为主滑脱面发生自东向西近水平多层系顺层剪切滑脱的产物, 称顺层滑脱构造。大范围的顺层滑脱未引起大规模的褶皱—逆冲推覆;同时,主滑脱面也不同于伸展拆离断层。顺层滑脱构造形成后先后被南北向（Ｔ３ —Ｊ１） 和东西向（Ｊ２ —Ｊ３） 等褶皱断裂系叠加改造;基底在晚白垩世的断块运动中大幅度抬升。顺层滑脱构造应该是长期沉降的沉积盆地在进入造山旋回时（ 主褶皱前） 可能出现的构造型式。     

川西坳陷孝泉—丰谷构造带变形特征及成因机制模拟

通过对三叠系不同组段顶面构造图分析和主干地震剖面解释,认为川西坳陷孝泉—丰谷构造带具有走向分带、垂向分层变形特征。该构造带走向上可划分为孝泉、新场、合兴场、丰谷等4排北东东向雁列式滑脱褶皱带,与合兴场—石泉场近南北向背斜构造带近直交;垂向上以雷口坡组内膏盐层为界分上、下两个构造层,上部构造层发育滑脱断层及其相关的褶皱构造,下部构造层产状平缓,断层、褶皱构造不发育。多组平面、剖面模拟实验结果表明:孝泉—丰谷北东东向滑脱褶皱带可能是在龙门山褶皱隆升产生的北西向挤压应力和秦巴山系褶皱隆升产生的近南北向挤压应力联合作用下形成的;合兴场—石泉场近南北向构造带可能是在北西方向的应力单独挤压作用下形成的;雷口坡组内膏盐层在空间上不均衡分布是产生走向分带、垂向分层变形的主控物质因素。     

华北板块东部石炭纪(竹蜓)带缺失规律及其意义

在欧亚大陆形成过程中,位于西伯利亚和华北板块之间的洋壳曾长期向华北板块之下俯冲消减,致使板块北部不断抬升,(竹蜓)带也呈现有规律地缺失。(竹蜓)带缺失揭示:①华北板块自中石炭世晚期开始抬升,至晚石炭世晚期变华北地势由北、东部低,南、西高(C_2)为北、东部高、南部低;②随着板块北部的不断抬升,海浸中心不断向南迁移,煤层和海相层也由北而南层位逐渐变新;③郯庐断裂以西几乎全部缺失中石炭世早期和中石炭世晚期早时(竹蜓)带,因此,石炭纪华北海浸是中石炭世晚期中时向山西及华北腹地推进的;④(竹蜓)带缺失的相对上升区一般为浅滩相,这是由于华北石炭纪的构造振荡运动振幅小,频率大,而仅表现为海陆环境的频繁交替,并未能脱离沉积盆地环境,故一般不存在沉积间断;⑤石炭纪郯庐断裂活动对这一时期的沉积起了控制作用。     

略论塔里木盆地的波浪状镶嵌构造

塔里木盆地是个套合的“毋”字型构造。在“毋”字型地块翘起的部位有油气的储集。 盆地地块内,褶皱断裂构成波浪构造。波浪构造在运动中迁移着。时而作北东向,时而作北西向的迁移,而以北西为主。通过这样不同方向的迁移而形成编织构造。塔里木盆地的斜方形及其内部所有的斜方地块,都是这种编织的一部分。此外,由于编织组成的波浪镶嵌构造,使得盆地内部出现许多叠谷型构造。     

青藏高原东南缘碰撞造山结构与物质组成:来自岩石地球化学和地球物理的联合约束

青藏高原东南缘位于印度板块与欧亚板块侧向汇聚部位,是检验碰撞造山动力学模型的理想场所。尽可能全面收集该区已有地球物理和新生代岩浆岩数据,探讨这些资料对碰撞造山带结构和物质组成的指示。结果表明:青藏高原东南缘不同部位的壳幔结构和组成存在较大差异。兰坪—思茅地块、保山地块和腾冲地块等的中地壳(15~30 km深度)普遍发育低速层,表明富水层或者部分熔融物质的存在,为青藏高原物质向东南流动提供了可能。部分熔融产物以大型剪切带内具有高Sr、低Nd同位素特征的淡色花岗岩脉为代表。但是,扬子板块同等深度下却发育高速层,其组成很可能是峨眉山玄武岩,它的存在阻隔了碰撞带物质向东流动。扬子板块和兰坪—思茅地块下地壳底部均出现呈条带状展布的高速体。根据新生代具有高Sr、低Y的岩石显示的下地壳源区特征,结合该区地质演化历史,将上述两套呈条带状展布的高速体分别解释为新元古代铁镁质弧岩浆岩和二叠纪—三叠纪铁镁质弧岩浆岩。青藏高原东南缘地幔各向异性存在明显南、北分区特征,在26°N以北表现为SN向,在26°N以南表现为近EW向。这一差异跟俯冲的印度板片撕裂有密切关系。该撕裂在综合地球物理剖面上显示为突变的印度板片俯冲角度,在地表表现为苦橄岩、煌斑岩、埃达克岩以及淡色花岗岩等的集中出露。这一新模型明显区别于前人的岩石圈拆沉和对流减薄等作用。     

川西南大梁子铅锌矿床构造分级控矿规律与控矿构造组合样式

大梁子铅锌矿床位于扬子地块西南缘的川西南矿集区内,矿体展布明显受构造控制。针对该矿床构造分级控矿规律与控矿构造组合样式不清的问题,基于矿田地质力学理论与方法,通过不同级别的典型控矿构造力学性质鉴定及不同期次构造筛分,厘清了控矿构造组合样式及其形成机理。研究表明,成矿构造体系为印支晚期NE向构造带,在NW-SE向主压应力作用下,矿床内形成的不同级别构造分级控制了矿床、矿体和矿脉的展布;形成不同尺度的控矿构造组合样式：矿床尺度的走滑为主断裂-褶皱构造组合、矿体尺度的为“多”字型、“入”字型及“黑色破碎带”构造组合。本研究为该矿床深部及外围找矿勘查提供了重要依据。