中心应力法"应力泡"作图与分析方法

针对城市地质学中"天际线"地质规划工作需要,讨论城市建筑或大型工程建筑"应力泡"(或称建筑应力场)的几何学研究方法.在地层均质弹性假设条件下,针对圆形载荷构建"中心应力法"绘制简易的"应力泡"及图形速查法相关图版,实现对地下空间"应力场"的规划,从几何学上实现"应力泡"和地下空间"沉积地质模型"对接.讨论了"建筑载荷应力场"的内涵及应用意义,应力场存在两种"场"的表达方法,一个是应力迹线,一个是等应力线."应力泡"的理论内涵和功用涉及到地下空间沉积体的物性禀赋、全生命期建筑和地下应力场之间相互作用、(外加)"应力泡"和原位应力场的复杂的动态场变、地震动载荷与"应力泡"的相互作用、斜坡区地应力破坏、"应力泡"和流体场耦合动态变化等问题."应力泡"分析既可以用于已经建设城市的建筑应力场(包络线)空间结构,也可以预测规划城市或工程的理论建筑应力场.     

华南地区侵入岩时空演化框架

长期以来,对华南地区构造演化和造山带性质,讨论很多,但分歧很大。本文主要基于中国侵入岩大地构造编图(1∶250万)和研究这个侧面,参加讨论。1扬子东南缘与武夷—云开(即华夏)的构造性质;2钦杭oφ作为亚省级主洋盆的识别及其分段性;3关于弧—弧、弧—陆碰撞和陆陆碰撞的识别;4燕山期洋—陆会聚的构造格局;5洋—陆分布格局的重组;6俯冲增生造山带与εNd(t);7陆缘洋与陆间洋等问题。     

青藏高原岩石圈三维结构及高原隆升的液压机模型

青藏地区可以昆仑断裂和雅鲁藏布缝合线为界分为3个岩石圈地球物理特征各不相同的区域:青海高原、藏北高原和藏南高原。青海高原位于昆仑山脉以北,是重力高和重力低毗连出现的盆山结构。藏南高原位于雅鲁藏布江以南,是印度板块分布的地区,其上是印度板块的陆缘沉积。它的地壳结构是一个向南运动的逆冲推覆系统。INDEPTH反射剖面在藏南发现的主喜马拉雅逆冲断层(MHT)与宽角反射地震扇形剖面得到的T4震相反射面完全吻合。两种地震测深方法得到的结果之间不存在矛盾。T4震相在高喜马拉雅地区没有显示,MHT向南延伸到高喜马拉雅只是一个推论,因而MHT是否为印度板块的俯冲带仍有待于获取新的证据。在昆仑山脉以南到雅鲁藏布缝合带为藏北高原,是广泛发生局部熔融的强流变岩石圈。局部熔融地区呈漏斗状。在藏北广泛存在的深度为15～20km的上部地壳内的低速层是一个最富于流变性能的局部熔融层,它的埋藏深度平坦稳定,可能含大量水质流体。紧挨着上述上部壳内局部熔融层,在藏北岩石圈大范围出现分布不均匀的网状局部熔融。局部熔融体的底部从雅鲁藏布江地区的80km向北逐步加深到200km。漏斗的漏管处位于羌塘—可可西里。藏北局部熔融体的形成是由于印度板块向北运移,受到亚洲板块的阻挡,沿雅鲁藏布缝合带向青藏高原高角度俯冲,在弧后羌塘—可可西里地区产生高热流上升地幔所致。根据卫星重力异常、航空磁测、地震接收函数研究、地球化学资料以及地表地质均揭示,印度板块沿雅鲁藏布缝合带的俯冲仅发生在亚东—唐古拉一线以西的西藏西部。在亚东—唐古拉一线以东,印度板块与西藏块体间仅仅发生碰撞,但没有发生俯冲。高原的整体隆升是由液压效应所造成。青藏高原的隆升像一台液压机。印度板块对青藏俯冲过程中产生的各种应力,通过局部熔融体,传递到地壳深15～20km处的熔融层,在其下形成一个等压面。在这个等压面的驱使下,在低速层以上未被局部熔融的地壳的底部均匀受力,将它们同步向上抬升。高原隆升期后的跨塌,使上部地壳向四周流动。在青海高原,造成毗连阿尔金断裂的一系列由西南向北东方向推动的叠瓦构造。在雅鲁藏布江以南地区,形成一系列向南凸出的弧形逆冲断层。在昆仑山脉与雅鲁藏布缝合带之间,向东的流动便形成上部地壳的滑脱构造。虽然青藏高原的形成是由于印度板块的俯冲,但它的隆升机制不单纯是一个刚体力学问题,更重要的要考虑到流体的作用,简单的用以刚体假设为前提的板块学说去解释高原的隆升机制是青藏高原研究中的误区。西藏高原的深部是一个大热库,西藏热储的开发利用是一个重大的研究课题。     

南秦岭构造带中-晚古生代伸展构造作用

华北板块与扬子板块于加里东晚期沿商丹带发生碰撞的同时,在扬子板块北缘,即现今南秦岭构造带,开始发育一条近东西向延伸的拉伸带,其中包括武当地块伸展滑脱构造、武当地块古生代大规模基性岩浆活动及其西侧紫阳-岚皋古生代碱性岩浆活动带、镇安-旬阳浅层塌陷盆地以及佛坪隆起等.该伸展构造带主体在时间上发生在秦岭两期碰撞事件之间,空间上位于南北两个缝合带之间,因此,是秦岭造山带演化过程中的一个非常重要的阶段.该伸展构造的开始很可能与南、北秦岭碰撞后的造山带重力塌陷有关,随着该伸展带南侧晚古生代勉略洋的形成,南秦岭逐渐演化为华北板块南侧的被动大陆边缘,从而使南秦岭的地壳伸展一直延续到早一中三叠世.武当地块伸展滑脱系统中顺层侵位的基性岩席群的年代学与岩石地球化学的研究表明,这些基性岩与勉略蛇绿岩组合中的变辉绿岩及变基性火山岩具有很大的相似性,因此勉略洋很可能也是南秦岭这次拉伸作用的结果.     

识别洋陆转换的岩石学思路——洋内弧与初始俯冲的识别

阐述了洋陆转化形成的洋内弧与初始弧的岩石组合序列及其地球化学特征,提出岩浆弧是由洋陆转化以及底侵的壳幔转化共同作用形成的认识,前弧环境是洋陆转化形成初生大陆的场所,由特征的类似洋中脊的洋内弧前弧玄武岩类构成。大陆的形成过程如下:从地幔中生长出洋壳,从洋壳中的洋陆转化生长出不成熟的弧陆壳,最后从弧陆壳底侵的壳幔转化中长出成熟的陆壳。这样,地壳的生长和形成主要通过岩浆增生作用来实现。     

南海盆地演化对生物礁的控制及礁油气藏勘探潜力分析

南海盆地经历了断陷、坳陷和区域热沉降等演化过程。古新世—早渐新世,包括南沙地块在内的古南海北部陆缘的岩石圈伸展作用导致断陷湖盆的形成,局部遭受海侵。该期仅在古南海北部陆架和陆坡地区具备形成生物礁的条件。晚渐新世—中中新世,由于洋壳扩张南海盆地形成,南沙地块漂移到现今位置。随着海水大面积入侵,早期形成的断阶高部位成为水下隆起,岩石圈伸展引起的地幔岩浆喷发,形成水下火山高地,为生物礁的形成创造了地形地貌条件。在物源供给不足的地区,出现适于生物礁发育的温暖、透光、洁净、具有正常盐度的浅水环境,生物礁繁盛。从南海盆地演化和生储盖等地层层系形成时间上看,生物礁具有有利的生储盖配置关系和油气运聚条件。晚中新世-全新世区域热沉降形成全区统一的区域盖层,南海生物礁油气藏得以保存。上述情况决定了南海盆地生物礁具有很大的油气勘探潜力。     

华北克拉通基底主要构造单元变质作用演化及其若干问题讨论

华北克拉通基底可分为三个太古宙微陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个早元古宙活动带(孔兹岩带、华北中部带和胶-辽-吉带)。这些构造单元具有不同的变质作用时间和P-T 演化特征。东部陆块和阴山陆块晚太古宙基底岩系的变质作用发生在~2.5Ga,变质演化以等压冷却(IBC)逆时针P-T 轨迹为特征,反映变质作用的成因与大规模地幔岩浆底侵有关。孔兹岩带主期变质作用发生在~1.95Ga,变质演化以近等温减压(ITD)顺时针P-T 轨迹为特征,反映阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞形成西部陆块的热构造过程。华北中部带变质作用发生在~1.85Ga,变质演化同样以近等温减压(ITD)顺时针P-T 轨迹为特征,反映了西部陆块和东部陆块最终碰撞形成统一的华北克拉通基底的构造过程。早元古宙胶-辽-吉带变质作用表现‘双变质带’特征: 西北带的北辽河群、老岭群和粉子山群的变质作用以中压顺时针P-T 轨迹为特征,而东南带的南辽河群、吉安群和荆山群的变质作用以低压逆时针P-T 演化为特征。华北克拉通基底变质作用演化地质图能更好地反映上述不同构造单元的变质作用演化特征。尽管岩浆弧、大陆裂谷和地幔柱模式都能解释东部陆块晚太古宙基底变质作用所具有的近等压冷却(IBC)逆时针P-T 演化特征,地幔柱模式能够更合理解释东部陆块所存在的宽达800 千米而时代近于相同的晚太古代火成岩带、大量科马提质超镁铁质岩石和双峰式火山岩、广泛发育的穹窿构造等。华北克拉通变质基底中具有石榴石-单斜辉石-斜长石-石英组合的高压基性麻粒岩和具有蓝晶石-钾长石组合的高压泥质麻粒岩的出露只局限在早元古宙华北中部带的北段和胶-辽-吉带的南端; 这些高压麻粒岩形成在俯冲和陆-陆碰撞的构造环境中。西部陆块孔兹岩带含假蓝宝石麻粒岩是碰撞后(~1.92Ga)拉伸引发地幔岩浆底侵导致局部地带发生超高温(UHT)变质作用的产物。     

新疆东准噶尔地区斑岩铜矿地质特征与成因

东准噶尔成矿带是中国主要矿集区之一,也是斑岩矿床形成的有利地区.近年来,在东准噶尔邻区先后发现了土屋和欧玉陶勒盖特大型斑岩铜矿,推动了东准噶尔地区斑岩铜矿的找矿和研究工作,之后又发现了哈拉苏,蒙西、玉勒肯哈拉苏、琼河坝、和尔赛、铜华岭和乌伦布拉克等斑岩铜矿.本文论述了东准噶尔斑岩铜矿形成的地质背景,依据金属矿床围岩岩性组合和成矿作用特征,确定东准噶尔斑岩铜矿床有2个成矿时代和二种矿床类型:早古生代斑岩铜钼矿床和晚古生代斑岩铜金矿床.在较详细剖析各类金属矿床(点)基本地质特征的基础上,划分了3个矿化集中区:卡拉先格尔斑岩矿集区、乌伦布拉克斑岩矿集区和琼河坝斑岩矿集区,并讨论了东准噶尔区域地壳演化与金属成矿作用的关系.研究结果表明,本区的金属矿床(点)成矿作用分别形成于萨吾尔晚古生代岛弧和纸房-琼河坝早古生代岛弧,大规模成矿作用的发生与板块构造活动相吻合,是地壳特定演化阶段构造.岩浆活动的产物.     

冀北变质岩磁化率特征与变质原岩的初探

通过对冀北地区变质岩系中角闪岩、片麻岩以及遵化群、整个变质岩系磁化率的统计分析与空间分析,提出低磁化率可能是副变质岩、高磁化率是正变质岩的反映,并由此探讨利用岩石磁学指标恢复变质原岩的可能性.     

冈瓦纳大陆北缘安第斯型造山带: 藏北安多奥陶纪花岗岩锆石U-Pb年龄和地球化学证据

随着近年来地质研究程度的提高,青藏高原晚古生代-中生代的板块构造演化过程已经日趋清晰,但是对于青藏高原前寒武纪-早古生代演化历史的认知程度仍然很低。本文报道了青藏高原拉萨地块安多地区花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、岩石地球化学和锆石Hf同位素分析结果。这些花岗岩形成于早奥陶世（481~487Ma）,为I型花岗岩,具有不均一的锆石ε_Hf（t）值（-5.8~+0.6）,可能形成于壳源和幔源岩浆的混合作用,随后经历了广泛的结晶分异过程。拉萨地块的埃迪卡拉纪-奥陶纪I型花岗岩具有Sr/Y比值降低和锆石ε_Hf（t）值升高的演化趋势,指示伸展环境下的幔源岩浆上涌过程。综合前人研究成果可知,安多地区奥陶纪花岗岩可能形成于后碰撞环境,与早古生代冈瓦纳大陆北缘的洋壳俯冲和陆块拼贴相关。