地球史中的构造活动论和发展阶段论

从全球构造的活动论和地壳演化的发展阶段论出发,简要地讨论如下科学问题:(1)岩石圈形成;(2)中国大陆形成和演化;(3)造山过程;(4)裂谷作用过程中的某些问题。研究认为:(1)岩石圈不是地球形成时就已存在了,亦不是一次形成的,而是对流地幔(或软流圈)多次(或多阶段)分异形成的;基于岩浆作用、沉积作用、变质作用和成矿作用等在地球发展历史中长远阶段性的变化的可能指示,提出岩石圈-软流圈系统的不可逆的长远期阶段性变化特征,并可划分为若干阶段。(2)基于对中国大陆形成与演化的大阶段的研究,认为显生宙以来,中国大陆是由塔里木、扬子、中朝、华夏、蒙古和印度等陆块经过多个阶段的造山运动,镶嵌组装在一起的一个复合大陆,其拼合组装的各个阶段的洋陆分布的格局是不一样的,这种构造重组一定伴随岩石圈-软流圈动力系统的重组和构造体制的重大转换。(3)燕山带燕山期可识别出5个造山幕,每个造山幕的岩浆作用、沉积建造、变质作用、变形方式均有差异,造山过程的幕式阶段性标志明显;并认为华北地区现今面积的大小,并不能代表侏罗纪-白垩纪时的状态,燕山带的面积在侏罗纪—白垩纪时期远比现在的小。(4)提出华北大陆裂谷作用在古近纪与新近纪—第四纪的伸展作用是两次幕式事件,而不是前人认为的一次事件的两个相,同时,认为古近纪的断陷性质盆地发育对应纯剪切机制,而新近纪—第四纪拗陷性质盆地发育对应于分布剪切机制。(5)认为燕山期和喜山期华北地区岩石圈减薄作用的机制、过程不同,分属两个不同的阶段的动力学系统,而不是一个连续的渐变过程。     

铂族元素的地球化学行为及全球主要铂族金属矿床类型

全球铂族金属矿床主要有6种类型,分别为：（1）镁铁质-超镁铁质层状岩体铂族金属矿床;（2）镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床伴生的铂族金属矿床;（3）Urals杂岩体型铂族金属矿床;（4）蛇绿岩型铂族金属矿床;（5）与热液相关的铂族金属矿床;(6）外生型铂族金属矿床。除第4类型外其他类型的铂族矿床都具有经济意义。铂族金属矿床的形成主要与幔源岩浆性质及岩浆演化过程密切相关。大规模的幔源岩浆活动及在岩浆演化过程中具有产生硫饱和的条件是形成铂族金属矿床的有利条件,同时岩浆期后的热液作用能使铂族元素迁移并在特定条件下富集,对铂族金属矿床的形成有利。镁铁质-超镁铁质层状侵入体形成铂族金属矿床的有利条件是岩浆分异作用强,并且具有能产生高R因子的环境;镁铁质-超镁铁质Cu-Ni硫化物矿床中形成铂族金属矿床的有利条件是硫化物熔体的结晶分异作用;Urals型杂岩体中,由于岩浆在早期演化过程中硫的不饱和,形成的主要铂族矿物为Pt-Fe、Pt-Ir合金,且主要与铬铁矿共生,在岩浆演化硫饱和阶段可形成富Pd的铂族矿物,且与Cu-Fe-V-Ti-P金属共生;蛇绿岩型杂岩体中,主要形成的铂族矿物为含Ir- 、Os- 、Pt- 的合金或少量硫化物矿物,且主要赋存于铬铁矿中。     

阿尔金断裂：几何学、性质和生长方式

中央造山带范围内的诸多新元古代晚期-早古生长代蛇绿岩带可视为一个系统--昆祁秦缝合系。大致可分西、中、东3段。西段包括库地-苏巴什和麻扎-康西瓦2条缝合带及西昆中微地块；中段包括阿尔金、北祁连、柴达木北缘、祁漫塔格-乌妥及东昆仑南缘5条缝合带和中-南祁连、柴达木、阿牙克库木及玛沁4个较大的微地块及诸多较小的微地块；东段为商丹缝合带和勉略缝合带及其所夹持的秦中-大别微地块。昆祁秦缝合是Rodinia超大陆经历了早-中震旦世（约780-600Ma）初期裂解阶段，晚震旦世-奥陶纪（约600-440Ma）昆祁秦多     

喜马拉雅碰撞带陆壳增厚和隆升机制——一种陆壳构造演化模式

“回流”是大陆碰撞带内普遍发生的一种构造-物理过程。本文基于喜马拉雅碰撞带的地质、地球物理事实,提出“回流”模式,以阐明喜马拉雅碰撞带各种地质、地球物理过程的内在联系,揭示大陆碰撞带的构造演化规律。     

东昆仑西大滩混合岩带的基本特征及其成因初探

研究沿昆仑山口北侧大致呈东西向展布的西大滩混合岩带,对探讨东昆仑地区的构造演化,厘定东昆仑地体和巴颜喀拉地体的边界性质,有着十分重要的意义。为此,我们在开展青藏高原地学断面研究之际,横穿东昆仑构造带,进行了近南北方向的地质调查,重点对西大滩三道沟混合岩进行变质构造研究,以期对昆仑地质构造演化提供必要的实际素材。     

阿尔金西段孔兹岩系的发现及岩石学、同位素代学初步研究

阿尔金西段吐拉一带存在以夕线石榴黑云二长片麻岩、石榴黑云二长片麻岩、含石墨夕线石榴黑云片岩等富铝片麻岩 (片岩 )为主和呈透镜状或薄层状夹于片麻岩 (片岩 )中的石榴角闪二辉麻粒岩等组成的一套孔兹岩系 ,岩石学及地球化学的初步研究表明富铝片麻岩 (片岩 )的原岩为富铝泥质和泥砂质沉积岩 ,所夹基性麻粒岩的原岩可能为大陆拉斑玄武岩 ,这套孔兹岩系的原岩可能形成于大陆边缘环境 .孔兹岩系经历了麻粒岩相的变质作用 ,矿物的温压估算得到其峰期变质温度为 70 0～ 85 0℃ ,压力为 0 .8～ 1.2GPa .岩石中变质锆石的U Pb及Pb Pb同位素测定获得447～ 46 2Ma的年龄值 ,代表其麻粒岩相的变质作用时代 .从富铝片麻岩中含继承组分的锆石还获得较老的上交点年龄 ,它可能代表其沉积岩原岩源区的年龄     

中国东部燕山期火成岩构造组合与造山——深部过程

中国东部燕山期火成岩构造组合可识别出两种类型,大多数的火成人有类似于安第斯和美国西部的大陆边缘弧的岩石学与地球化学性质;南岭地区则发育海西型黑云母、二云母和白云母花岗岩组合。沿岩浆构造带可识别出３个火成岩段。按岩浆－－构造事件序列,北、中、南段分别为反时针、顺时针和反时针＋顺时针的ｐＴｔ轨迹。在中段,玄武岩岩浆底侵作用发生于陆壳增厚之后,即顺时针ｐＴｔ轨迹的造山－－深部过程被认为是钾玄岩组合占优势     

日本MW9.0级地震同震位移场和应力场的有限元模拟

根据同震位移GPS观测数据, 利用有限元法反演了2011年3月11日本MW9.0级地震的断层滑移模式。在此基础上, 计算了日本MW9.0级地震引起的同震位移场和应力场, 给出了位移和应力的分布, 分析了他们的变化规律并与实测结果进行了对比。计算结果表明: 日本MW9.0级地震的静态断层滑移量最大可达25 m。地震引起断层上盘向东位移, 最大位移在震中附近, 可达24.25 m, 日本东北地区向东位移最大可达6 m。震后地表隆起, 隆起幅度可达5.6 m, 隆起的最高点也在震中附近。日本东北地区东海岸附近有一下沉带, 下沉量可达0.8 m。同震地表位移的计算值与GPS测量结果基本一致。地震引起应力变化, 导致震后应力下降。应力变化是不均匀的, 在震中附近约为9.9 MPa, 在深处可达32 MPa, 在日本东北地区地表应力变化小于4.4 MPa。地震引起的应力变化主要是水平应力, 垂直应力基本不变。     

汶川地震断裂带科学钻探1号井(WFSD-1)非弹性应变恢复法(ASR法)三维地应力测试与"5.12"汶川地震的形成机制

汶川地震断裂带科学钻探1号井(WFSD-1)的ASR三维地应力测试结果表明,龙门山前陆逆冲带与其下伏的龙门山前陆盆地和上覆的松潘-甘孜地块的构造及地应力状态存在有重大差异。从整体上看,在汶川地震中,龙门山前陆逆冲带表现为在强烈的区域性挤压背景下,深部物质沿壳内拆离层自SW向NE方向的"层状"流动,在地壳上部转化为沿映秀-北川断裂(YBF)的快速垂向挤出,而其西侧的松潘-甘孜地块作自SE往NW方向的重力滑覆,东侧的龙门山前陆盆地则表现为自NE往SW方向的走滑或右行旋转。晚新生代以来,扬子地块相对于青藏高原东缘的龙门山造山带并无明显的或大尺度的陆内俯冲作用发生。龙门山前陆逆冲带深部高温低粘度物质垂直向上的、快速的流动和挤出,直接导致了"5.12"汶川地震的发生,而松潘-甘孜地块E向扩展导致龙门山前陆带的强烈挤压和陆壳增厚及深部应力和地震能量的积聚则是诱导深部位移场发生突变和物质快速垂向挤出的主因,E向扩展是深部地震能量积聚和快速垂向挤出作用的必要条件,而非地震发生的直接原因。ASR地应力测试得出的主压应力方向完全平行于GPS同震速度场的位移方向,似乎表明ASR测试获得的原地应力场或许真实地反映了或最接近于地震过程中的构造应力状态。     

汶川地震断裂带科学钻一号孔ASR法地应力测量

大地震后发震断裂附近的应力状态是认识和理解地震机理的重要参数.5.12汶川地震后,我国开展了基于地震机理研究的汶川地震断裂带科学钻探项目(Wenchuan Earthquake Fault Scientific Drilling Project,简称WFSD),为研究震后龙门山断裂带附近深部应力状态提供了条件.本文主要介绍适合深部应力测量的非弹性应变恢复法(Anelastic strain recovery method,简称ASR法)的测试设备和流程,并利用ASR法对WFSD-1号钻孔岩心进行了原地应力测量,取得了该钻孔424～1173 m深度范围内7个岩心样品的非弹性应变恢复实测数据,并根据成像测井对岩心进行了定向,确定了原地应力方向,估算了原地应力的大小.WFSD-1钻孔最大主应力的方位为NW69°～NW35°,主应力的大小随深度的增加而增大.