青藏高原东缘鲜水河断裂带磁组构特征及构造意义

为了探究鲜水河断裂带的几何学、运动学特征,在野外构造、显微构造分析基础上,研究了鲜水河断裂带296块构造岩定向样品的磁组构特征和热磁特征,结果显示样品的平均磁化率km值总体较小,属微弱磁性到弱磁性;热磁实验及其显微构造表明顺磁性的页硅酸盐(如黑云母)等矿物对糜棱岩类样品磁化率贡献较大;磁化率各向异性度PJ总体较大,表明鲜水河断裂带构造变形强烈;磁化率椭球体形状参数T总体大于0,扁率E总体在1附近分布,说明鲜水河断裂带磁化率椭球体以扁圆形为主,整体上磁面理较磁线理发育,进一步显示出鲜水河断裂带构造变形样式以剪切、压扁为主,伴有拉伸的构造变形,同时也反映出鲜水河断裂带多次变形的综合特征;最小磁化率主轴Kmin方位表明鲜水河断裂带北段和南段分别受近EW向和NE-SW向主压应力控制;同时Kmin方位及其倾伏角特征显示鲜水河断裂带总体以左行走滑剪切为主,北段两侧块体在鲜水河断裂带两次不同的构造活动时期,各自有一定的相对抬升,但抬升幅度均不大;南段则是SW块体相对NE块体抬升,抬升幅度较大;整个断裂带特征显示出鲜水河断裂带在向南发展逐渐转化为挤压构造,这可能与青藏高原物质的向东逃逸受阻以及鲜水河断裂带与龙门山断裂带在此交接的地质背景不无关系.     

青藏高原东缘中更新世伸展作用及其新构造意义

基于区域TM遥感影像资料解译和野外构造地貌调查以及晚第四纪沉积物光释光测年分析,论述了青藏高原东缘复杂地貌边界带晚第四纪伸展构造及其构造地貌特征。结果显示,伸展构造主要见于下列几个构造带:沿南北走向的安宁河谷地、大凉山构造带、若尔盖盆地、岷江断裂带等。其典型的地貌特征表现为充填晚第四纪沉积物的狭窄河谷。根据盆地沉积物的地层时代和年龄推断,正断作用主要发生在中更新世时期,大约起始于早更新世末期(1.2～0.9Ma),结束于中更新世晚期(100～200ka)。晚更新世以来,构造体制转化为走滑—逆冲机制。青藏东缘中更新世伸展构造作用可能与该地貌边界带晚新生代造山后的高原垮塌有关。     

青藏高原东缘活动断裂带地壳岩体构造损伤特征与模式讨论

活动断裂带强烈复杂的构造运动会对地壳岩体产生不同程度的损伤,这些损伤能够显著影响地震破裂、地貌演化和地质灾害等地质过程,并对工程岩体稳定有较大影响,但目前鲜见对大型活动断裂地壳岩体构造损伤的深入研究.本文首次提出地壳岩体构造损伤的科学概念,揭示其具有不可逆性、累积性、非均匀性与愈合性.通过对青藏高原东缘鲜水河断裂带等6...     

青藏高原东北缘海原断裂带晚新生代构造变形

海原断裂带是青藏高原东北缘的边界断裂带,其新生代以来丰富的构造变形样式是研究高原向北东方向扩展的天然实验室。采自断裂带上盘南华山的磷灰石裂变径迹热年代学结果、横跨海原断裂带的地震反射剖面分析揭示了海原断裂带晚新生代以来经历了先逆冲、后走滑的两阶段变形过程。海原断裂第一阶段强烈的北东方向逆冲推覆变形始于(12±3)Ma,造成了断裂上盘山体的快速隆升与断裂下盘的挠曲变形,同时,破坏了高原东北缘新生代巨型沉积盆地。海原断裂这种挤压变形代表了青藏高原在约12Ma扩展至现今高原东北部,使其成为高原东北缘的最新组成部分。约5.4Ma,海原断裂第二阶段变形以不断增加的左旋走滑分量为特征,沿断裂带所产生的左旋走滑位移被其尾端的六盘山、马东山以东西向的地壳缩短调节吸收。海原断裂上新世左旋走滑运动,可能主要是青藏高原东北缘北东向挤压变形作用后期高原东北部物质沿其主要边界断裂向东有限挤出的结果。     

青藏高原东缘古近纪粗碎屑岩沉积学及其构造意义

青藏高原东缘古近纪盆地的填图和沉积学研究表明,在青藏高原东缘区域性走滑-挤压构造背景下形成的古近纪盆地内广泛发育厚层—巨厚层状的紫红色粗碎屑岩系。其沉积特征指示为一种近源快速堆积的泥石流和辫状河道沉积体,形成于干旱炎热气候条件下的典型陆内冲积扇环境。盆地充填序列、粗碎屑岩层序、动植物化石和盆地内岩浆岩~(40)Ar-~(39)Ar年代学等综合研究结果表明,古近纪盆地内粗碎屑岩大约形成于38～29 Ma。该时期与青藏高原东缘北段(横断山地区)古近纪盆地的形成和南段(兰坪—思茅地区)大盆地的裂解时间基本一致,这很可能预示着青藏高原在晚始新世—早渐新世期间曾发生过整体的快速构造隆升。     

青藏高原东缘新构造及其对汶川地震的控制作用

基于卫星遥感图像解译、地形起伏度分析和地面调查资料,论述了青藏高原东缘构造地貌格局、新构造演化阶段和活动断裂特征,提出青藏高原东缘不同地块在晚新生代时期有序的向东挤出过程,并划分为4个阶段：中新世早期川滇地块向北东挤出、中新世晚期川滇地块的再次强烈向东挤出、上新世至早中更新世时期川青地块的向东挤出、晚更新世以来最新构造变动阶段,青藏高原东缘地貌边界带也经历了由西向东、由南向北的有规律的迁移过程。基于活动构造的最新研究成果和现今GPS测量成果,阐述了东昆仑岷山龙门山走滑逆冲断裂系统的运动学特征。根据地震破裂构造的实地调查,分析了汶川地震的地表破裂行为,提出了汶川地震的发震构造模型。研究认为,青藏高原东部地区NW向楔状条块向东运动速度的一半被鲜水河断裂及其北西延伸的构造带所吸收,而龙门山构造带向东运动受阻于四川盆地之下扬子刚性地块,使得龙门山断裂带处在低应变、高应力环境下,因长期应力应变累积而导致向西陡倾的断裂带突然向东逆冲运动而释放能量。汶川强震发生的深部机理值得深入研究。     

青藏高原东缘新构造与活动构造研究新进展及展望

新构造运动与活动构造对人类的出现、演化、生存和发展都产生着深刻影响。近年来在青藏高原东缘部署开展的活动断裂调查与活动构造体系研究、川滇地块旋扭变形的古地磁学研究、西秦岭地区新构造与活动构造研究、滇西盆谷区的新构造幕划分、腾冲火山活动特征及其新构造背景调查等都取得了一系列重要进展与成果。这些成果对于深入认识和理解青藏高原东部地区现今地壳变形特征及其动力学机制和探索活动构造体系控震作用都具有重要意义,并可为该区的重大工程规划建设与国土规划利用的科学决策和城镇化发展等提供重要的地质依据。     

青藏高原东缘新构造与活动构造研究新进展及展望

新构造运动与活动构造对人类的出现、演化、生存和发展都产生着深刻影响。近年来在青藏高原东缘部署开展的活动断裂调查与活动构造体系研究、川滇地块旋扭变形的古地磁学研究、西秦岭地区新构造与活动构造研究、滇西盆谷区的新构造幕划分、腾冲火山活动特征及其新构造背景调查等都取得了一系列重要进展与成果。这些成果对于深入认识和理解青藏高原东部地区现今地壳变形特征及其动力学机制和探索活动构造体系控震作用都具有重要意义,并可为该区的重大工程规划建设与国土规划利用的科学决策和城镇化发展等提供重要的地质依据。     

青藏高原东西向伸展及其地质意义

东西和南北向伸展是青藏高原最显著的地质特征之一。南北向伸展形成的东西走向伸展构造,主要包括藏南拆离系(STDS),和沿喀喇昆仑—嘉黎断裂带(KJFZ)发育的正断层体系。东西向伸展形成数目众多的南北走向伸展构造,它们切割青藏高原几乎所有的东西走向构造单元,包括羌塘地块、KJFZ和STDS等,说明东西向伸展以整体形式发生并同时波及整个青藏高原,而不是由以KJFZ和STDS为边界的不同地块的不均匀挤出所致。南北走向伸展构造在地表呈之字形,为南北向挤压形成的追踪张断裂;剖面上表现为被后期高角度正断层叠加的拆离断层,拆离断层形成于中-晚中新世而高角度正断层形成于上新世及以后。导致拆离断层的东西向伸展可能是南北向挤压的变形分解,后期高角度正断层作用可能是高原隆升后的垮塌所致。东西向伸展是控制青藏高原新生代浅色花岗岩和盆地形成的主要因素。     

东至断裂带构造变形特征及其构造演化

东至断裂带是皖西南一条重要的北北东向断裂带。详细的构造解析表明,该断裂带主要经过3期构造变形,分别是发生在晚侏罗世末—早白垩世初的左行平移断层、早白垩世期间的伸展构造和晚白垩世—新生代的右行平移断层。通过断层擦痕矢量反演和断层叠加改造关系分析,认为东至断裂带及其两侧多期构造变形对应的区域应力场分别为近南北向挤压、北北西—南南东向挤压、北西—南东向伸展和近东西向挤压应力场。东至断裂带的形成和演化与郯庐断裂带相似,主要与华南与华北板块俯冲碰撞、伊泽奈崎板块和古太平洋板块向欧亚板块俯冲碰撞与弧后扩张、及印度板块向北碰撞后产生向东的构造挤出等多构造体制共同作用有关。     

印度与欧亚板块碰撞以来东喜马拉雅构造结的演化

在野外填图,构造观察及前人研究的基础上,本文识别并描述了东喜马拉雅构造结中的推覆断裂、正断裂及走滑断裂、背斜(形)和向斜(形)等构造类型,讨论了这些构造位置及与印度板块挤入,印支地块旋转的关系,还探讨了东喜马拉雅构造结对印度板块持续向北推挤下的特殊应变调节方式。在印度大陆部分,东喜马拉雅构造结由3个向外逐渐变新的构造结组成,即北东向的南迦巴瓦峰复式背斜、北西向的桑复式向斜及北东向的阿萨母复式向斜。上述3个构造结是协调印度板块的挤入、喜马拉雅弧的扩展及印支地块的旋转的构造。在欧亚大陆内部的冈底斯岛弧,在派区及阿尼桥走滑断裂协调下,高喜马拉雅结晶岩的基底挤入冈底斯岛弧内部,在大拐弯顶端形成向上的挤出构造。在南迦巴瓦峰构造结的北西侧,由于掀斜式抬升及重力滑动,使得冈底斯盖层与结晶基底脱耦,上盘盖层沿东久向北西方向滑动。在南迦巴瓦峰构造结北东侧,由于印支地块的挤出和旋转,形成一系列的北西向走滑断裂,如实皆断裂、嘉黎—高黎贡断裂、澜沧江断裂及红河断裂等。     

东喜马拉雅构造结墨脱剪切带特征及其区域构造意义

东喜马拉雅构造结东、西两侧分别为墨脱剪切带和东久-米林剪切带,本文以墨脱剪切带为研究对象,从构造变形几何学和组构运动学方面进行详细研究。结果表明:①剪切带不同部位的变形性质具有逐渐演化的特征,基于产状、变形性质及变质程度等的变化将其从南到北分为三部分:NE走向具右行兼上盘下滑性质的阿尼桥-希让段、近N-S向具右行走滑性质的旁辛-达木段及N(N)W向具右行兼逆冲性质的甘登-加拉萨段;②在墨脱剪切带内识别出两类剪切变形:高温剪切变形和低温剪切变形。除了构造变形及岩相学证据外,石英EBSD组构数据显示区内高温剪切变形以{10■-0}a滑移系为主,对应的温度为550~650℃,达到高温角闪岩相,局部(北端和中段)还出现了{10■-0}c滑移系,温度更高,大于650℃,相当于下地壳的深度;低温剪切变形以{10■-1}a和{0001}a滑移系为主,对应的温度小于550℃,即剪切变形发生在绿片岩相或绿片岩相以下的构造环境。结合西界东久-米林剪切带的构造特征,推测在印度板块和欧亚板块碰撞之后,南迦巴瓦变质体受制于这两条剪切带而相对拉萨地体向北推移,并楔入拉萨地体之下。     

西秦岭北缘构造带的新生代构造活动——兼论对青藏高原东北缘形成过程的指示意义

西秦岭北缘构造带是青藏高原东北部一条重要的北西西向构造带,它由一组近于平行的断裂组成,中部发育活动的左旋走滑断裂,两侧发育向外扩展的多条逆冲断裂,剖面上呈向北偏心的花状构造。自古近纪中晚期以来西秦岭北缘构造带成为青藏高原早期的北东边界,其新生代构造活动控制了两侧的新生代盆地沉积演化和构造变形。在构造带南侧滩歌盆地自古近纪中晚期堆积了一套厚度较大的砾岩和砂岩地层,但未见新近纪地层;沿西秦岭北缘构造带中部在中新世形成具有剪切拉张性质的武山—漳县盆地,沉积了厚度超过千米的砾岩、砂岩和泥岩序列;在构造带北侧陇西盆地从古近纪中晚期至中新世晚期一直处于前陆盆地发育阶段,沉积了连续的新生代地层序列。在中新世晚期以后,整个构造带遭受挤压变形,逆冲活动强烈,中部的武山—漳县盆地和北侧的陇西盆地相继消亡,新生代地层发生强烈构造变形,位于构造带南侧的滩歌盆地也同时发生轻微缩短变形。第四纪晚期以来西秦岭北缘构造带断裂活动主要表现为左旋走滑运动方式,而逆冲断裂活动则迁移到了北东方向的海原断裂和香山—天景山断裂(又称中卫—同心断裂)等构造带之上,实现了大区域范围内的应变分配。     

柴达木西部地区新生代主控断裂演化过程及其意义

基于主干地震剖面的解释结果,本文探讨了柴达木西部地区新生代主控性断裂的活动模式、活动时间及空间演化过程。结果表明,断裂演化明显存在两个大的旋回:路乐河组—下干柴沟组上段沉积期间(约54～31 Ma)和下油砂山组沉积至今(约22 Ma至今);其中第2个构造期断裂活动强烈,尤其是狮子沟组沉积以来(约8 Ma至今),中部及北部区域北西西向断裂开始大规模逆冲活动,反映了盆地晚期强烈变形过程。断层生长指数定量分析结果与其空间演化过程相吻合,共同记录了印度—欧亚板块碰撞远程效应控制下的柴达木盆地在新生代具有阶段性变形特征,从而为青藏高原东北部分阶段隆升模式提供了新的证据。     

Irregular western margin of the Yangtze block as a cause of variation in tectonic activity along the Longmen Shan fault zone,eastern Tibet

On 12 May 2008 and 20 April 2013, respectively, the devastating magnitude 7.9 (Wenchuan) and magnitude 7.0 (Ya’an) earthquakes struck the southwestern Longmen Shan fault zone (LMSFZ), the eastern margin of the Tibetan Plateau. These events were notable because they occurred in a heavily populated area and resulted in severe damage and loss of life. Here we present an integrated analysis of potential field anomalies and a crustal-scale seismic reflection image to investigate the crustal structure and some tectonic relationships associated with these devastating events. Our results show that the western margin of the Yangtze crustal block possesses an irregular margin that extends westward beyond the LMSFZ to the northeast and merges gradually with the LMSFZ to the southwest. We interpret this variation in deep structure to create a lateral heterogeneity in the local stress regime that explains the observed variations in fault geometry and slip distribution, as well as seismicity, of the LMSFZ. This structural complexity results in a differential build-up of stress as the Tibetan Plateau is being extruded eastward. Thus, the results of this research can help identify potential natural hazard zones and focus efforts on hazard mitigation.     

郯庐断裂带北段构造特征及构造演化序列

根据大量野外地质调查和盆地地震资料分析,认为郯庐断裂北段在中-新生代发生多期不同性质的活动,形成各具特色的构造变形现象。密山县知一镇敦密断裂韧性剪切带具有左旋走滑特征,其中黑云母~(40)Ar/~(36)Ar-~(39)Ar/~(36)Ar等时线年龄为161±3Ma,是郯庐断裂带被利用发生第二期左旋走滑运动并向北扩展到中国东北-俄罗斯远东地区的产物。四平市叶赫乡佳伊断裂带中负花状断裂形成于早白垩世早中期,是郯庐断裂北段在早白垩世遭受左旋走滑-拉张作用的典型代表。四平市石岭镇佳伊断裂大型走滑-逆冲断褶带、桦甸县敦密断裂"逆地堑"、沈阳-哈尔滨逆冲断裂形成于晚白垩世嫩江运动-晚白垩世末期,这一时期脆性右旋走滑-逆冲事件规模大,影响范围广,导致整个郯庐断裂北段遭受到强烈改造。佳伊断裂带和敦密断裂带中古近纪盆地在横剖面上呈不对称地堑,并且不对称地堑沿断裂带走向发生断、超方向左右变位,是郯庐断裂带北段在古近纪时受右旋走滑、伸展双重机制控制的产物。根据郯庐断裂带北段中-新生代不同地质时期变形特征,建立了郯庐断裂北段构造演化序列。即郯庐断裂北段构造演化分为左旋韧性剪切(J_2末期)、左旋张扭(K_1早中期)、右旋压扭(K_2晚期-末期)、右旋走滑断陷(E)和构造反转(E_3末期)五个阶段。其演化历史主要受控于环太平洋构造域的构造作用。     

青藏高原东北缘海原断裂带新生代构造演化

海原断裂带作为青藏高原东北缘构造变形最显著断裂带之一,记录了青藏高原向北东扩展的构造信息。在详细的构造测量基础上,初步提出海原断裂带新生代以来的古构造应力场序列,反演了其新生代构造演化历史。详细构造解析表明,海原断裂带新生代以来主要经历了5个构造演化历史阶段,即始新世-中新世NWSE向构造伸展与沉积盆地发育、中新世晚期-上新世NNESSW向构造挤压与海原断裂带右行走滑活动、上新世末-早更新世NESW向构造挤压与强烈褶皱逆冲活动、晚更新世晚期以来ENEWSW向构造伸展与断陷盆地发育、全新世以来NESW向构造挤压作用与断裂带强烈左行走滑活动。变形分析表明海原断裂带现今地貌格局主要缘于上新世末-早更新世NESW向强烈逆冲活动,后期ENEWSW向构造挤压作用导致断裂走滑活动,并改造了局部地貌,主要表现为沿断裂带发育一系列第四纪小型拉分盆地。该带新生代构造演化研究,为探讨青藏高原东北缘新构造演化提供了具体构造证据。     

遥感技术在断裂研究中的应用——以张家口—蓬莱断裂带为例

张家口一蓬莱断裂带是一条北西西向活动断裂带。本文选取ETM+光学影像和SRTM高程影像作为主要数据源,结合研究区已有地质资料研究发现该带断裂构造的北西西向线性特征明显。从水系分布和错断地形等地貌标志判断,该断裂具有左阶组合样式和左行走滑活动特征。据遥感影像综合特征,可将该带分为张家口段、延庆-怀来段和北京一天津段,影像特征分段性显著,并与断裂带的分段性一致。研究结果表明,张家口-蓬莱断裂具有左行走滑的运动学特征,限制或错断北北东或北东向断裂,并且控制该区域的左阶雁列式第四纪盆地群和第四纪冲洪积物的分布。该断裂带各段对不同规模的水系分布和形态影响比较大,且北京-天津地区的华北平原段断裂对第四纪冲洪积扇和沿海地区的贝壳堤的形态和分布有一定的控制作用。地球物理深部数据和野外地质考察资料也证实了遥感解泽的结果,证明遥感技术在探查断裂构造空间展布和活动性鉴定中有着广泛的应用前景。