晚三叠世以来龙门山的隆升—剥蚀过程研究——来自前陆盆地沉积通量的证据

本文根据钻井、地层剖面等资料,利用Surfer8.0软件编制出晚三叠世以来龙门山前陆盆地各构造层序的残留地层等厚图,计算出6个构造层序地层的沉积总量、沉积通量.沉积通量分别为:300.2g/(m2·ka)、66.5g/(m2·ka)、71.7 g/(m2 ·ka)、38.5 g/(m2·ka)、113.0 g/(m2·ka)、1204.6 g/(m2·ka).利用物质平衡法将各阶段沉积物回剥至物源区,计算各阶段物源区剥蚀速率分别为:167.3 mm/ka、22.5 mm/ka、22.9 mm/ka、9.8mm/ka、22.9 mm/ka、319.4 mm/ka.计算结果表明,晚三叠世以来,物源区的剥蚀速率和沉积区的沉积速率均具有先减小后增大的变化规律,晚三叠世和晚新生代是剥蚀一沉积过程最强烈的两个阶段,可能对应了龙门山强烈隆升的两个时期.根据对盆地沉积物总量的估算,利用物质平衡的原理,可以推算出龙门山自晚三叠世开始隆升到现在,龙门山冲断带的地壳隆升幅度大于10 ～ 12km,平均剥蚀厚度超过7.05km.     

汶川地震断裂带结构特征与龙门山隆升的关系

2008年汶川地震(MW7.9)发生在青藏高原东缘龙门山断裂带上,并沿映秀-北川断裂和灌县-安县断裂分别产生约270km和80km的不同性质的地表破裂带。断裂岩是断裂活动的产物,是断裂带的物质组成,其结构特征记录了断裂活动演化的历史。本文以汶川地震发震断裂映秀-北川断裂带中虹口八角庙地区地表露头和汶川地震科学钻探一号孔(WFSD-1)岩心为主要研究对象,通过详细的野外调研、显微结构及XRD分析等,识别出映秀-北川断裂带由五个次级单元组成,分别为:碎裂岩带、黑色断层泥和角砾岩带、灰色断层角砾岩带、深灰色断层角砾岩带以及断层泥和角砾岩带。断裂岩组合显示映秀-北川断裂带具有多核断裂结构特征。映秀-北川断裂带在地表出露的宽度约为240m,岩心中厚度约为105m,碎裂岩、断层角砾岩、断层泥在地表及岩心中均发育,而假玄武玻璃仅在地表碎裂岩部分出现。汶川地震主滑移带斜切了映秀-北川断裂带,不完全沿袭古地震滑移带,暗示汶川地震断裂带与映秀-北川断裂带可能不是同一个断裂体系。通过断裂岩的研究确定了映秀-北川断裂带存在着摩擦熔融、热增压、动态润滑和机械润滑等多种断裂滑移机制。低温热年代学的研究推断映秀-北川断裂带的形成时代为15～10Ma,自形成以来,映秀-北川断裂带的长期活动控制着龙门山的快速隆升。断裂带五个不同断裂岩组合的内部结构带,可能与龙门山不同的隆升速率期有着一定的联系。     

青藏高原西北部晚第四纪以来的隆升作用 ——来自西昆仑阿什库勒多级河流阶地的证据

青藏高原的隆升是新生代最壮观的地质事件,关于青藏高原隆升研究一直是地学界的研究焦点.河流阶地的发育记录了丰富的构造运动和气候变化的信息,近年来被广泛应用于构造运动和气候演变的研究,但前人研究的河流阶地基本分布在青藏高原的周缘,阶地的形成可能是气候与构造运动共同作用的结果.本文通过高分辨率卫星影像的解译,在青藏高原内部的西昆仑阿什库勒地区发现了多达七级的河流阶地.对该处河流阶地结构、沉积特征、几何特征的研究表明该阶地是典型的构造成因阶地.野外利用全站仪对河流阶地地貌形态进行了精细的测量,获得了各级阶地的拔河高度分别为4～5m(T1)、9～ 10m(T2)、16 ～ 18m(T3)、28～31m(T4)、45～48m(T5).通过宇宙成因核素10Be测年方法对各级阶地面的暴露年龄进行了测定,获得了各级阶地的形成时代分别为7.7±0.7ka(T1)、32.7±3.lka (T2)、53.6±2.5ka(T3)、115.7±23.2ka(T4)、166.8±10.4ka (T5)、19.5±8.5ka (T6).由此确定了晚第四纪166.8ka以来不同时期的河流下切速率总体介于0.2～0.35mm/yr,该速率代表了青藏高原西北部晚第四纪166.8ka以来的平均隆升速率.     

阿尔金断裂带中侏罗世走滑活动及其断裂规模的探讨 ——来自软沉积物变形的证据

阿尔金断裂带是青藏高原北部边界,它不仅切割了高原北部的不同构造单元,控制了高原北部的几何学特征及基本的构造格架,而且还是调节青藏高原变形和高原物质向东挤出的重要断裂之一,对它的形成时代、活动历史以及断裂带的生长过程和演化的研究是认识青藏高原形成过程和动力学问题的关键之一.本文以阿尔金断裂带中段肃北县城南部出露的中侏罗纪陆相湖沼地层为研究对象,在野外中侏罗世剖面中,共发现26层软沉积物变形层.软沉积物变形的方式主要是不同类型的砂土液化,包括负载、球-枕状构造、卷曲变形、液化角砾、液化底劈和砂火山构造;软沉积变形大多发生在细砂岩和泥质粉砂岩层中,细砂岩层易液化、变形剧烈;粒度统计显示发生液化的沙粒粒径在0.05～0.5mm之间,主要为0.2～0.3mm,这些砂土液化的软沉积物变形特征与历史地震和模拟实验获取的易液化扰动区间高度一致,因此,中侏罗世地层中发育的软沉积物变形是由于地震震动而形成.根据震级与液化最大震中距的关系,推测发生的最小震级在Ms6～6.5之间,根据软沉积变形的类别与震级之间的关系推断最大可能发生的震级为7.5级.根据软沉积变形层出现的频率和组合关系,我们认为肃北剖面反应的是一个地震幕,发生的地震事件至少在4次以上,表明在中侏罗世(古)阿尔金断裂带发生了强烈的走滑运动,并且至少断裂带已延展到肃北一带,结合索尔库里地区晚三叠纪左旋走滑活动形成的糜棱岩以及玉门地区白垩纪的火山活动和软沉积物变形的事实,指示着阿尔金断裂带至少经历了晚三叠纪、中侏罗纪、晚白垩纪及新近纪的强烈走滑活动,并且其断裂带由索尔库里地区向东西两端逐渐扩展生长,由早期百千米到上千千米、一千多千米至约两千千米长的现今规模.     

西藏羌塘中部猫耳山石榴角闪岩的岩石学、地球化学及年代学研究

青藏高原腹地羌塘地体中部猫耳山增生杂岩内保留有早古生代变质记录，对研究冈瓦纳大陆北缘的早古生代构造格架和演化具有重要意义。猫耳山石榴角闪岩呈透镜状产出于斜长角闪岩内，主要由石榴石、角闪石、单斜辉石、斜长石、白云母、黝帘石、绿泥石、榍石和钛铁矿组成。石榴角闪岩的全岩地球化学分析表明其具有俯冲带上(SSZ型)蛇绿岩特征，与区域内寒武-奥陶纪蛇绿岩残片一致。根据岩相学、矿物化学、相平衡模拟以及锆石定年结果，得出石榴角闪岩的成因及变质过程如下：(1)石榴角闪岩原岩为～477Ma的特提斯洋蛇绿岩残片；(2)在394～383Ma发生麻粒岩相变质过程，峰期变质温压条件为～900℃、～1.55GPa,矿物组合为石榴石+角闪石+透辉石；(3)早期的折返导致其降温降压至～800℃、～1.0GPa,矿物组合为石榴石+角闪石+透辉石+斜长石；(4)进一步的角闪岩相退变质发生于358～348Ma,矿物组合为角闪石+斜长石+透辉石+钛铁矿，在石榴石周围和港湾处形成斜长石+角闪石的后成合晶结构。石榴角闪岩的P-T-t演化轨迹结合区域蛇绿岩和岩浆岩记录，指示早古生代特提斯洋壳俯冲、泥盆纪特提斯洋弧后扩张和石炭纪特提斯...     

龙门山汶川-茂县断裂带的岩石磁学特征及其地震作用的指示意义

汶川-茂县断裂带是龙门山后山断裂，是松潘-甘孜褶皱带与龙门山断裂带之间的边界断层，然而，在2008年M_W 7.9级汶川大地震中并没有发生破裂。同时，汶川-茂县断裂带在汶川地震之前是否发生过历史大地震仍缺少确切的证据。这不仅制约着汶川地震发生机制的认识，而且还影响对龙门山形成演化过程的理解。因此，确定汶川-茂县断裂带的断裂作用环境对于认识龙门山断裂带的地震发生机制至关重要。断裂岩的岩石磁学可以有效地揭示断裂带的物理和化学环境。本文以汶川-茂县断裂带北部地表露头的断裂岩为研究对象，通过岩石磁学研究，并结合显微结构观察和地球化学分析，探讨汶川-茂县断裂带的断裂作用环境。断层泥和断层角砾岩最大磁化率值分别约为围岩的30倍和15倍，具有高磁化率值特征。断层泥的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿、针铁矿；断层角砾岩的主要载磁矿物为磁黄铁矿、针铁矿。断层泥的高磁化率值异常的主要原因是围岩中的含铁矿物在地震摩擦热和流体作用下新生成磁铁矿和磁黄铁矿。断层角砾岩的高磁化率值异常是围岩在含有大量硫元素的低温热液流体作用下生成了磁黄铁矿。大量针铁矿指示了震后期还原性的低温热液流体作用。断裂岩...     

云南金平龙脖河铜矿区变钠质火山岩组分迁移及与成矿的关系

金平龙脖河铜矿位于哀牢山-金沙江构造带的东南端。赋矿围岩为变钠质火山岩,成矿主要类型为构造破碎蚀变岩型铜矿;围岩蚀变以绿泥石化、碳酸盐化、硅化、磁铁矿化等为主。通过对产于变钠质火山岩中不同蚀变程度和矿化程度岩、矿石的地球化学组分进行对比,计算不同岩、矿石体积的变化和组分的迁移。计算结果表明：从弱矿化变钠质火山岩到强矿化变钠质火山岩,随蚀变和矿化的增强,岩石体积分别扩容了14%、12%;组分SiO2、HREE及成矿物质Cu和S等的含量具有逐渐增加的趋势,微量元素中亲铁元素Cr、Ni也有不同程度的迁入富集;而组分CaO、MnO和LREE等的含量则逐渐降低,说明成矿过程中SiO2、HREE及成矿物质Cu和S等是由流体带入的,而CaO、MnO和LREE等则是由流体从围岩中带出的,以及成矿物质主要来源于深部流体。     

藏东昌都地区侏罗纪岩石磁组构研究及其构造意义

本文对藏东昌都地区侏罗纪汪布组、东大桥组和小索卡组红层共71个采点开展了磁组构(AMS)研究。磁组构测试结果表明,早侏罗世汪布组岩石磁线理较磁面理发育,磁化率各向异性度较高,磁化率椭球最小轴K3散布于层面缩短方向,代表了与构造成因相关的磁组构;中侏罗世东大桥组和晚侏罗世小索卡组岩石则磁面理较磁线理发育,磁化率各向异性度较低,磁化率椭球最小轴K3与层面近垂直,指示了原生沉积磁组构。早侏罗世汪布组地层的磁组构揭示了其构造应力场方向为NE-SW向。中侏罗世东大桥组的磁组构指示了其沉积时的古水流方向为SE向(138.3°),而晚侏罗世小索卡组磁组构指示了其沉积时的古水流方向为NNW向(328.3°)。古水流方向的明显变化揭示了昌都地区从中侏罗世到晚侏罗世沉积物物源发生了相应的转变,表明昌都地区南早北晚的隆升过程。     

断裂带中古地震滑动的岩石记录

大量的野外观察和实验研究表明,高应变速率的变形作用会在岩石中留下特殊的构造特征。地震作为一种断层快速破裂变形行为,在其作用过程中会使震源及邻近岩石变形从而产生一些特征构造及矿物相组合。剥露地表的断裂带为研究地震相关变形及过程提供了很好的物质材料。识别其中的地震滑动标志,对于确定古地震事件及其发生的机制具有重要意义。Cowan(1999)将断层快速滑动摩擦使得断层面岩石熔融产生的假玄武玻璃作为断层中记录地震滑动的唯一可靠的标识。近年来断裂岩研究取得的一系列重大进展揭示,断层发生地震滑动造成的多种构造产物均可记录其滑动的信息,如碳酸岩和含水硅酸岩的脱挥发分作用、微量元素迁移特征、有机质成熟度、断层镜面构造、液化粒状流、碎屑-皮层集合体、同震晶体塑性变形以及非晶质物质等。此外,与地震破裂传播有关的、在极端瞬态应力条件下形成的,如注入脉、碎粉化作用等特征也可以作为地震发生的岩石记录。因此假玄武玻璃不再是地震破裂的唯一指示物。断层滑动速率在10–4～101 m/s范围内几乎都是动态的,也就是说在实验中10–4 m/s的滑动速率可能指示着地震滑动。本文总结地震滑动和破裂的岩石记录,对认识地震发生机制和完善地震断裂理论具有极其重要的意义。