俯冲带耦合作用对苏门答腊地区应变场影响的三维数值模拟

采用有限元方法模拟了俯冲带耦合作用对巽他弧及其邻区的影响.根据模拟结果,对比GPS、地震和地质学观测数据,定量分析了苏门答腊及其周边地区的应变强度和主应变方向的分布特征,据此探讨了该区构造特征、地震发生模式与耦合面积之间的关系.模型由具有黏弹性性质的岩石圈和软流圈上地幔组成,其中岩石圈包括了大陆岩石圈和大洋岩石圈以及俯冲至上地幔中的俯冲板片.研究结果如下:(1) 通过对不同俯冲带耦合面积模拟,发现苏门答腊前弧伴随耦合面积的增加应变强度逐渐增大,而增大的应变强度又影响了其周边地区的应变分布特征,因此整个苏门答腊前弧呈现出明显的分段性,这与该区地震破裂模式有较好的对应.(2)苏门答腊北部地区主应变方向与南部相比存在一定的差异,该差异是俯冲带的俯冲方向、俯冲速度、俯冲形态以及不同区域间耦合面积共同作用的结果.(3)虽然苏门答腊2004年地震主震区处于弱耦合状态,但从本文模拟的结果中可以看到,在俯冲作用下该区依然存在垂直向下的位移,这为地震激发海啸提供了有利的构造环境.     

郯庐断裂带对鲁西隆升过程的影响:磷灰石裂变径迹证据

郯庐断裂带(TLFZ)是一条贯穿华北的NNE向巨型断裂带。新生代以来,在郯庐断裂带的两侧及其内部发生了显著的伸展构造变形,形成了泰安-莱芜-蒙阴NW向断陷盆地群,并使鲁西块体发生了急剧的陆内伸展隆升。本文在前人研究的基础上,分别在鲁西沂山、徂徕山和蒙山三处进行了大量的样品采集,总计完成了25个样品的测试,获得了一系列新的磷灰石裂变径迹(AFT)年代学结果。结合前人已发表的裂变径迹结果,对鲁西地区新生代与伸展变形有关的剥露-隆升作用的时空分布特征、隆升剥露模式及隆升幅度进行分析,并揭示郯庐断裂带在鲁西新生代热隆升过程中的影响。主要认识有:1)新生代以来,鲁西主要经历了始新世-早渐新世和新近纪以来两期快速剥露-隆升阶段。2)始新世-早渐新世主要表现为幕式差异性快速剥露-隆升,鲁西南受NW向断层控制形成向北、向东的掀斜抬升作用,鲁西北受NE向断裂控制,形成向北、向西的掀斜抬升作用。新近纪以来,进入相对低速区域性剥露-隆升阶段。3)AFT模拟显示,与始新世-早渐新世的幕式快速剥露-隆升相比,中新世以来,鲁西剥露-隆升速率相对减小,但剥蚀量剥露-抬升量较大。故鲁西整体抬升于中新世以来。4)结合前人研究成果,新生代以来,鲁西宏观上受郯庐断裂带伸展活动影响,越靠近郯庐断裂带剥蚀量越大,局部受NW或NE向断裂控制。     

微板块与大板块：基本原理与范式转换

传统板块构造理论50多年来一直是占统治地位的地学理论，是理解固体地球运行的基本范式，但遇到三大难题：板块起源、板内变形和板块驱动力。针对这三大难题，微板块构造理论试图开拓一个全球构造研究的新范式。本文通过与传统板块构造理论中基本原理的逐条对比，阐明了微板块构造理论的基本原理和优势及其对传统板块构造理论的拓展。微板块构造范式既不同于传统板块构造范式，又不同于地幔柱范式，是两者的重要补充与拓展。文中着重从几何学、运动学、动力学、适用范围、理论出发点、理论假设与预测的角度，阐明了大板块与微板块的异同，并探讨了两者的转换关系及其转换机制的多样性，介绍了微板块生长成为大板块的4种途径、大〖JP2〗板块破碎为微板块的3种转换模式，探索了前板块构造体制下微地块在非线性地球系统中通过自组织、自生长等方式，进化为板块体制下微板块的自然选择过程。本文还提出陆壳型微地块是密度选择的结果，其密度决定了其保存机制，这是陆壳起源的根本；〖JP〗微地块向微板块的转变是刚性选择的结果，其刚性是初始板块构造体制起始的必要条件；微板块不对称俯冲或对流型式的转变是热选择的结果，其热不对称性是现代板块构造体制起始的必要条件。     

南海北缘古近纪断裂活动规律及控盆特征:以阳江东凹为例

南海北缘发育了一系列新生代陆缘盆地,从西向东可划分为北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地及台西南盆地,这些盆地记录了新生代南海北缘构造演化过程.为加深对南海北部陆缘新生代盆地断裂活动及构造演化的认识,本文以珠三坳陷阳江东凹为例,基于覆盖阳江东凹研究区的高分辨率三维地震资料,对该地区的断裂体系进行了系统解剖,阐述了古近纪断...     

华北克拉通东部地块和大别—苏鲁造山带印支期褶皱-逆冲构造与动力学背景

大别-苏鲁造山带不同岩片(块)经历了不同的褶皱变形.榴辉岩块(或透镜体)和硬玉石英岩片经历了高压-超高压背景下的两幕褶皱变形之后,在区域性第一幕变形期间主要发生透镜化为主,后期与围岩共同经历紧闭同斜第二幕褶皱.而其它岩片主要经历了现今野外可见的区域性三幕褶皱,其中区域性第一幕褶皱为片内残留褶皱,在斜长角闪岩透镜体中多见,宏观规律不明.区域性第二幕褶皱在露头尺度多见,轴面为折劈理,局部强烈置换成片理化带(复合片理或第二期片理),恢复第三幕褶皱改造作用后,揭示出各种岩片中的各级尺度的第二幕褶皱都为轴面北西倾南东倒、轴迹走向为NNE向的紧闭不对称褶皱,不对称性一致反映其指向与各种岩片向南东的逆冲运动有关.第三幕褶皱为以片理或折劈理为变形面的宽缓褶皱,轴迹走向NWW,枢纽向西倾伏.韧性剪切带为非透入性构造,分早晚两期,早期为韧性逆冲,新县穹隆以南,运动学标志指示向北逆冲,错切第二幕褶皱,结合新县穹隆北部向南的逆冲特征,反映这些韧性逆冲断层多数为第二幕大型褶皱翼部的次级逆冲断层;晚期为韧性滑脱带,其发育局限于几个岩性差异较大的接触带,带内伸展型折劈理发育,并对挤压构造样式有重要的改造作用.华北克拉通东部地块是华北克拉通的重要组成,其盖层古生界和三叠系在印支运动期间经历了一幕宽缓褶皱作用,其轴迹方向主体也为NWW向.这一褶皱构造明显在变形时间、变形样式和展布方向上都和大别-苏鲁造山带中的第三幕褶皱非常一致,说明它们具有动力学上的必然联系.同时,研究表明在华北克拉通东部地块中没有经历大别-苏鲁造山带中区域性第一、第二幕褶皱变形的记录,故本文认为印支期这两幕变形主要发生在华北板块东南缘的边界上,并没有波及到板内,而且从东向西高压-超高压岩石剥露具有穿时性.只有当华北板块和华南板块在第二幕变形之后构成了统一块体后,第三幕变形才波及华北板内.     

长江中下游燕山期逆冲推覆构造及成因机制

长江中下游地区为我国著名铜、铁多金属成矿带之一.本文根据长江中下游及邻近地区构造等特征,将该区构造单元自北向南划分为华北地块、大别造山带、长江中下游前陆构造带、扬子地块、华夏地块;并进一步将长江中下游前陆构造带细分为保康-武汉-宿松-巢湖褶冲带、长江中下游中生代坳陷带、通山-瑞昌-石台-宁国褶冲带三个次级构造带.在燕山早期,长江以北的保康-武汉-宿松-巢湖褶冲带逆冲构造极性指向SE,而长江以南的通山-瑞昌-石台-宁国褶冲带逆冲构造极性指向NW.长江以南褶皱样式在岳阳-通山-瑞昌一线以南由隔挡式变为隔槽式,叠瓦式逆冲断裂更发育.在九岭-幕阜山隆起及南部的白垩纪红色盆地基底中逆冲断裂多为高角度,褶皱多为隔槽式,元古宇的浅变质岩卷入逆冲作用,为典型的厚皮构造.长江以北的紧闭同斜褶皱主体形成在印支期,随后被早燕山期的逆冲推覆作用改造.结合野外地质调查,通过对已有跨长江中下游地区的深地震剖面重新解释,发现以长江为界,长江中下游地区北侧深部、浅部构造处于耦合状态;而南侧深部、浅部构造已经脱藕,形成上下地壳的“鱼骨刺”结构,深部构造可能是是印支期扬子地块向华北地块下俯冲的残余结构.长江中下游地区浅部从北向南的逆冲作用应该与大别造山带超高压变质岩挤出有关,而从东南向北西的逆冲推覆作用可能同中侏罗世古太平洋板块向亚洲大陆俯冲有关.     

造山带挤出构造与高压-超高压岩石剥露机制:以大别山为例

造山带挤出构造阐述了被边界断裂所围限的造山带深变质块体,在造山带内部垂向和(或)侧向应力的作用下折返变形的过程。研究主要集中在挤出块体的几何形态及其内部变形样式、边界断裂特征、挤出路径以及挤出动力来源等4个方面,其研究目的主要是为了解决造山带深变质岩石折返剥露的机制问题。依据挤出块体的挤出方向与造山带主体走向之间的关系,在三维球形坐标系Lx-Ly-Lz中,将造山带挤出构造大致分为7个端员类型(Ⅰ型～Ⅶ型)。其中Lx为造山带或俯冲带的主体走向;Ly呈水平方向并与Lx相垂直;Lz垂直于Lx和Ly所构成的平面。这些基本端员类型的组合及其之间的过渡类型可以详尽地诠释大别山印支期高压-超高压岩石的挤出过程。其中榴辉岩相挤出阶段介于Ⅳ型与Ⅶ型挤出构造之间,角闪岩相挤出阶段介于Ⅱ型与Ⅵ型挤出构造之间并可能具有渠道流挤出模式,而绿片岩相挤出阶段类似于Ⅴ型挤出构造。