断裂多期活动及其擦痕特征研究

自然界绝大多数断裂,尤其是控矿断裂均具明显的多期活动特征。擦痕是从事断裂多期活动特征研究中较直观,实用的标志之一。文章对断裂带内擦痕发育的复杂性,多变性特下与原因,以及多期活动控矿断裂的控痕发育特征判析等问题,进行了初步分析与探讨。     

藏南嘉黎断裂古乡—通麦段多期活动特征及其构造意义

嘉黎断裂是青藏高原南部呈北西西—南东东向喀喇昆仑—嘉黎断裂系的重要组成部分,被认为代表了北拉萨地块和中拉萨地块之间的构造界线。关于嘉黎断裂的构造性质和演化过程等仍存在争议,其不同期次构造过程仍需要进一步研究。在详细的区域地质填图基础上,以嘉黎断裂古乡—通麦段为研究对象,重点调查了该断裂带不同期次变形的几何学与运动学特征,基于新获得的不同方位断层面与擦痕特征等资料,恢复和计算该区的不同期次应力场及方向,并据此解析该区的多期构造叠加关系,探讨嘉黎断裂在不同应力场下的多期活动特征以及相关的区域构造演化过程和大地构造背景,在此基础上讨论了嘉黎断裂对拟建铁路工程的影响。研究结果显示,嘉黎断裂晚新生代以来仍有活动迹象,并具有多期构造叠加特征,从早到晚依次为左旋走滑(D₁)、正倾滑(D₂)和右旋走滑(D₃)。嘉黎断裂作为东喜马拉雅构造结地区重要的变形调节构造,其多期活动性质反映了地块间的相对运动特征及区域应力场的转换过程,这对认识青藏高原南缘的新生代构造演化过程具有重要意义。     

福建漳州盆地活动断裂研究

本文从形态学和运动学的角度,确定并系统地研究了二十条主要活动断裂。北西向断裂以正-左行走滑型为主,北东向断裂以右行走滑-逆断层为主,两组断裂构成活动断裂网络。用 C¹⁴年龄数据计算得到了最近5990—1870年以来,各取样点地壳平均升降速率的变化范围是+3.53mm/a 至-0.65mm/a。用布仑法求得的九龙江活动断裂现代平均滑动速率是1.7mm/a。更新世至现代构造应力场的最大主压应力是以缓倾角、走向为 NW290°左右为特征的。350m 深处最大主压应力是700—760bar。两组断裂交汇形成的高渗透率带,对形成对流型中、低温热水型热田是十分有利的。此外,对该区的地震活动性亦进行了讨论。     

藏南洛扎地区洛扎断裂构造特征及其地质意义

藏南洛扎地区洛扎断裂属于区域上定日—洛扎断裂的东段部分,是喜马拉雅造山带中一条重要的断裂,但其总体研究程度较低。运用地质填图和构造解析的方法研究了洛扎断裂的几何形态、运动表现和活动历史等,讨论其在喜马拉雅造山带构造格局形成中的意义。主要认识如下:(1)洛扎断裂现今主要表现为一条规模大的脆性-脆韧性断层,SWW—NEE走向,高角度倾向NNW。断层带内发育劈理带、断层泥、构造角砾岩等。运动性质主体表现为正断层。(2)洛扎断裂的南北两侧地块具有显著不同的变形特征,南侧为平缓的大型背斜-向斜构造,北侧为近NWW—SEE走向的倒转褶皱-断层构造。(3)洛扎断裂经历了多期活动,中生代正断活动,古近纪逆冲活动,中新世韧性伸展,中新世晚期逆冲活动以及上新世—第四纪正断活动。现今断层展示的更多是最后一期活动的形迹。(4)依据其规模大、多期活动性、两盘构造变形与沉积的系统差异性等肯定了其作为构造分区断层而存在。(5)洛扎断裂和藏南拆离断层(STD)在研究区均有出露,局部二者出露线近于重合,但洛扎断裂以高角度断面切割了平缓的STD。洛扎断裂是比STD具有更悠久地质历史的区域性断层,只是后者中新世以来的活动性更多受到关注。     

林滩场构造多期节理构造特征及其意义

通过对林滩场背斜大量节理面及擦痕的观测,运用构造解析方法,结合节理缝空间几何特征和岩石学等研究方法对120余组多期(共轭)剪节理构造破裂滑动古应力进行反演,结果表明林滩场地区主要经历了5期构造运动:NW-SE向(主应力σ1方位:140°～160°)挤压运动、近南北向(主应力σ1;0°～10°)挤压运动、NWW-SEE向(主应力σ1方位:290°～300°)挤压、NNE-SSW向(主应力σ3方位:190°～210°)和近E-W向(主应力σ3方位:180°～200°)拉张构造运动.基于节理缝几何特征与多期构造运动配置关系,将其分为两大类5小组,即贯通(跨层)和非贯通(层内一层间)类,第一、二、三组剪性非贯通节理系,第四、五组张性贯通节理系,晚期张性贯通节理裂缝系对区域油气保存条件破坏和裂缝性储层储集空间改善具有重要的影响.     

莺歌海盆地底辟多期活动证据及其与含气性关系

莺歌海盆地的每一个气田或含气构造均与底辟有着直接或间接的联系,底辟是其成藏的主控因素.对莺歌海盆地的昌南6-1和乐东22-1底辟的多期活动过程分析后认为,底辟活动对不同类型底辟的含气性的影响不同,此认识对底辟区的油气勘探具有一定的意义.     

在区调中加强对多期活动断层的调查及图面表达方式的建议

多期活动断层是经过多个构造旋回、多期变形的产物,它往往控制沉积盆地形成演化、岩浆活动及矿产分布,因此,在区调中加强对其调查与研究具有重要意义.以往在区调中,仅侧重于多期活动断层的最晚期或位移量最大一期活动性质的描述,图面上也只表示一期活动,所反映地质信息单一,不能表示断层多期活动及演化的整个过程,不利于恢复区域应力场和追溯地质构造发展史.笔者以大连金州地区两条断裂为例,建议在今后区调中应加强对多期活动断层的野外调查及综合研究,丰富图面表达内容,根据断层活动时间和运动性质以颜色、花纹分别表示之,提高图面可读性,较客观地反映出同一断层不同时期的活动性质,总结区域地质构造发展演化历史.     

西秦岭北缘断层的多期变形演化及其构造动力学意义

西秦岭北缘断层是青藏高原东北缘新生代盆地与西秦岭地块之间的边界断层,其构造变形的几何学-运动学特征和变形历史等研究对于重建青藏高原东北缘新生代以来的构造变形时空动力学过程,限定新生代盆地构造属性,揭示印度板块-欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应和青藏高原东北缘隆升等重大科学问题具有重要地质约束。本文通过对西秦岭北缘新生代盆地南边界F1断层的断层岩类型及分带、构造要素的几何学-运动学特征等较详细的构造解析,辨认出F1断层6期构造变形：第一期为北西西走向、向北倾斜的韧性-韧脆性伸展正断层作用;第二期为北西西走向、向北陡倾或近直立的高角度逆冲断层作用,指示近南北向挤压缩短作用;第三期为走向近南北、向东或向西陡倾的对冲断层作用,指示了近东西向的挤压缩短作用;第四期为北东向右旋和北西向左旋的走滑共轭断层系统,指示了近东西向的挤压作用;第五期为断层面近直立的北东向左旋、北西向右旋的共轭破裂系统,指示了近南北向挤压作用;第六期为断层面近直立的近东西向左旋和近南北向右旋走滑断层构成了几何学-运动学协调的共轭破裂系统,指示了北东向挤压作用。结合西秦岭北缘渐新世-中新世沉积盆地具有断陷盆地沉积序列特征和上新世具有类磨拉石的冲洪积扇粗砾岩特征以及F1断层多期变形对新生代盆地沉积地层的控制和改造作用分析,认为F1断层第一期韧性-脆韧性伸展正断作用始于渐新世,控制了渐新世-中新世伸展断陷盆地沉积;F1断层第二期高角度逆冲缩短变形使得渐新世-中新世断陷盆地封闭、靠近F1断层的底部砾岩层卷入了挤压逆冲断层作用,断层拖曳使地层产状翘起变陡,这期变形持续到上新世冲洪积扇粗砾岩出现;F1断层第三期与第四期虽然都为近东西向挤压,但第三期为东西向对冲挤出,而第四期为北东向和北西向斜向走滑挤出,其动力学机制是否与青藏高原东北缘西部地壳增厚隆升诱发的中-下地壳向东流动拖曳导致的上地壳东西向挤压缩短尚待证实,由于第三和第四期变形的构造形迹在上新统韩家沟砾岩不存在,因此,这两期变形的时代只能是发生在中新世末期或上新世早期;第五期北东和北西向共轭破裂系统和第六期南北向和东西向共轭破裂系统在渐新统-中新统沉积地层和上新统粗砾岩地层中都存在,其时代无疑是上新世末期或第四纪以来的构造变形,但第五期共轭断层指示的最大主压应力为近南北向,而第六期最大主压应力为北东-南西向,两者夹角约30°,指示两期变形最大主应力方向发生了30°的顺时针旋转,这可能与青藏高原东北缘变形重组过程中块体旋转有关。上述F1断层丰富且复杂的构造变形形迹揭示的断层变形方式和历史演变对于澄清青藏高原东北缘新生代红层盆地构造属性认识上的分歧和高原变形是均匀增厚变形和块体沿断层挤出滑移地壳变形机制的争论等提供了重要的构造依据。     

叠加断裂及其分类

阐述了叠加断裂的概念，并按各期断裂活动的位置与强度、构造层次对其进行了分类。     

试论活动断裂与地震活动关系

参考了美国、日本研究机构对活动断裂的划分原则,以及中国对活动断裂的划分,提出了活动断裂的两种类型,即：突发性活动断裂和蠕动性活动断裂及其差异。作者对活动断裂在地震活动中的诱发作用和缓解作用,以具体数字作了分析比较,剖析了洋壳与陆壳的地震发震率的差异性。提出了蠕动性断裂可以缓解地震活动的观点。     

南阳凹陷同生断层研究

南阳凹陷是南阳—襄樊新生代盆地的组成部分,不整合叠置在华北地块、秦岭构造带、扬子地块之上,经历了早第三纪沉降、早一晚第三纪间的隆起和晚第三纪—第四纪沉降3期活动。本文根据本区早第三纪形成、活动的生长断层参数的统计、分析了断裂长度、延深、落差间的数学关系。在分析、确定几条主要生长断层性质的基础上,结合区域地质背景,讨论了控制南阳凹陷形成的构造应力场的基本特征。对于进一步研究断层的形成机制和石油勘探工作具有参考价值。     

地下水垂直运动的地温场效应与实例剖析

本文讨论了在兼有传导和垂直对流两种传热作用下,一维稳态温度场所具有的特征和利用钻孔温度测量结果判别地下水对流存在与否及定量评定地下水活动对地温场影响的方法。以新郑矿区热异常区的一热水孔为例进行剖析,检验了方法的有效性。这一实例提供了确定新郑地热异常成因的重要基础。     

论渭河盆地断块运动及地震活动特征

本文根据野外地质调查并综合前人资料,对渭河盆地活动断裂和断块现今活动特征进行了较为详细的论述,对秦岭山前断裂的产状（倾角）提出质疑,提出了北山山前断裂系和秦岭山前断裂系的概念以及运动的差异性,在此基础上,探讨了盆地地震形成模式及其活动特征。     

地震断层粘滑错动对青藏铁路变形效应的有限元分析--以东昆仑活动断裂为例

东昆仑断裂是青藏高原北部现今仍在强烈活动的左旋走滑地震断裂之一,该断裂的未来地震活动及其突发性粘滑错动是青藏铁路面临的重大工程地质问题.本文基于断裂几何学和运动学特征,通过加入8m的水平左旋位移,模拟了东昆仑断裂未来地震活动震中位于铁路线附近时铁路变形效应.结果表明,震中位于铁路线附近时,基岩整体移动,而第四纪松散层和道床则发生了变形,靠近断裂带附近的第四系自下而上水平位移明显减小,而铁轨和道床没有明显的断错,表现为长度约为25m的连续左旋弯曲变形;在铁路东、西两侧形成NE向的张裂陷和NW向的地震鼓包.在断裂带附近,铁轨发生了严重扭曲,铁轨应力自断裂带向两侧逐渐降低,而且铁轨的最大剪应力平面与铁轨的延伸方向垂直,因而在地震影响下,铁轨最有可能发生的破坏是剪切性的,并提出加宽路基、置换土层等工程防治措施.     

断层上方第四系覆盖层中氡气运移规律的数值模拟

在前人研究的基础上,建立了稳定条件下断层上方第四系覆盖层中氡气的运移方程,给出了相应的边界条件,对断层上方覆盖层中的氡浓度分布进行了数值模拟,并对其影响因素进行了讨论.结果表明,断层上方第四系覆盖层中存在明显的氡浓度异常,其分布与覆盖层的厚度、断层的宽度、氡的扩散系数和对流速度等因素有关.     

一种求解倾斜滑动断层差应力的方法

构造地质学与其他科学一样以定量化作为其目标之一,构造的应力分析和应变分析是构造地质学定量化发展的手段。在应力分析中,已有一些方法手段确定应力的主方向,但应力大小的计算仍没有得到很好的解决。本文通过固体力学和断裂力学的分析,推导出一套求解正断层和逆断层发生的差应力大小的求解公式。正、逆断层发生时的差应力大小随埋深的增大而增大;在地表条件下,正、逆断层发生时的差应力与岩石初始抗剪强度和岩石的内摩擦角有关。本文中的公式与已有的共轭剪节理求解古差应力大小的公式结合,可做出某个地区的差应力值图,恢复古应力场。      

嘉峪关断裂晚第四纪新构造活动特征

嘉峪关活动断裂位于嘉峪关市, 是与河西走廊中3个斜向隆起之一的嘉峪关-文殊山隆起密切相关的活动断裂, 也是祁连山北缘-河西走廊活动断裂体系的组成部分。该断裂走向320°, 呈线状延伸; 断裂切错前白垩系、白垩系、新近系和上更新统; 在剖面上断裂表现为南西盘上升、北东盘下降, 平面上表现为明显的右行走滑运动。晚更新世晚期~全新世存在5期明显的新构造活动, 分别发生于距今稍大于4.3ka、稍大于12.9ka、20.0~23.2ka、35.5~45ka和稍大于58.1ka。断裂粘滑活动为主, 并具明显古地震特点。      

郯庐断裂带平移时代的同位素年龄证据

对郯庐断裂带南段左旋走滑韧性剪切带中糜棱岩的K-Ar全岩分析结果研究表明,该剪切带形成后,在99±2Ma前(早白垩世末期)冷却至封闭温度。结合其它地质现象,笔者认为郯庐断裂带大规模左行平移发生在早白垩世末期,推测为110—130Ma前。这一平移时代与太平洋的伊泽奈崎(Izanagi)板块向欧亚大陆斜向俯冲的时间基本一致。     

四川盆地喜马拉雅期地应力场演化对油气运移聚集影响

根据四川盆地及邻区的新构造运动,天然发震机制、石油钻探、人工地震,构造圈闭形态变异及交切关系、储层或油气藏压力、卫星遥感信息解译等多方面资料综合分析得出,喜马拉雅三幕构造运动区域主压应力方向变化很大,早幕和晚幕运动为NE-SW向,中幕运动为NW-SE向。晚幕运动形成的北西向新油气构造圈闭,与中幕运动形成的北北东向及燕山中幕形成的北东东向含油气构造圈闭或油气藏复合叠加,形成了一大批复合背斜构造圈闭的油气藏,也是四川盆地油气勘探最佳远景区。     

空间大地测量测定板块运动新进展

主要阐述利用空间大地测量测定和研究板块运动的研究成果及最新进展，并与地质学方法进行了比较，结果表明空间大地测量方法测定板块运动由单一手段发展为多种手段的综合，最新的研究是利用ITRF₉₆、ITRF₉₇地球参考架的站坐标及速率建立新的板块运动模型，这些模型和相同时期的地质模型，整体上一致但仍存在着差异。对于太平洋板块所有大地测量测定的运动速率均大于地质学模型，极位置的经度也有系统偏差。