雪峰造山带及邻区构造变形和构造演化研究新进展

雪峰造山带位于江南造山带西南段,呈自南往北由NNE→NE→EW向的弧形展布.笔者近几年来在区域地质调查和有关基础地质研究项目实施过程中,针对雪峰造山带及邻区构造变形和构造演化方面存在的若干地质问题进行了调查研究,取得以下主要新的认识或进展.(1)于雪峰造山带中段东部地区发现新的变形类型即大型膝褶带;造山带南段-中段在加里东期和早中生代均在NW-NWW向挤压下发生过显著的构造变形和隆升;溆浦-靖州断裂东、西两侧分别为区域雪峰推覆构造的根带和中带,变形强度以该断裂为界东强西弱;南段-中段东部在加里东运动和早中生代构造运动中均具有背冲构造样式,但早中生代背冲构造的中轴相对加里东期向西迁移20~25km以上.雪峰造山带北段西部也具背冲构造样式,加里东期逆冲推覆强度和隆升幅度明显大于南段-中段,暗示加里东运动区域挤压应力方向为SN向.(2)前人于沅麻盆地东部及东侧外围地区厘定的多个“飞来峰”实为与逆冲断裂和正断裂有关的断夹块.(3)沅麻盆地中新生代经历了中三叠世晚期印支运动中区域NW-NWW向挤压、晚三叠世-早侏罗世区域SN向挤压、中侏罗世晚期早燕山运动中NWW-近EW向挤压、早白垩世区域NW-SE向伸展、晚白垩世SN向伸展、古近纪中晚期NE向挤压以及古近纪末-新近纪初NW向挤压等7期构造事件,其中多数事件在靖州盆地断裂与节理变形中同样得到反映.(4)详细的构造解析确证湘东南印支运动挤压应力方向为NWW向、构造线走向为NNE向,否定了近年来部分研究者提出的该地区SN向挤压观点.(5)湘中盆地西部构造变形的运动学特征为自北西向南东逆冲,而不是前人所认为的自南东向北西逆冲;盆地西部向SE逆冲主要与雪峰造山带东缘向SE逆冲以及城步-新化岩石圈断裂向西俯冲有关.(6)雪峰造山带以西、齐岳山断裂以东褶皱带内的桑植-石门复向斜具“复杂褶皱”样式,沿河地区褶皱为典型隔槽式褶皱;提出褶皱变形主要受区域水平挤压作用下原地基底和盖层的收缩及其导生的滑脱和逆冲控制,这一新的模型可以较好地解释前人雪峰西推模型难以解释的几个重要地质事实.(7)新元古代中期雪峰造山带经历了880~820Ma的岛弧岩浆作用、820~810Ma的弧-陆碰撞、810~800Ma的后碰撞以及800~630Ma的裂谷盆地等4阶段演化过程,其中裂谷盆地早期板溪期和晚期南华冰期的界线年龄为720Ma,而不是一般认为的780Ma或760Ma.(8)钦杭结合带对应于武陵期古华南洋,湖南境内该带与扬子陆块的分界可能沿浏阳南桥-新化-隆回-城步一线(浏阳-城步汇聚带),与华夏陆块分界可能沿川口-常宁-双牌一线(川口-双牌汇聚带).(9)雪峰造山带及其东侧加里东期花岗岩为后碰撞S型花岗岩,可分为早志留世(约430~445Ma)和志留纪末-泥盆纪初(410Ma左右)两期,分别与奥陶纪末-志留纪初的北流运动和志留纪后期的广西运动有关;城步-新化断裂以东经历了北流运动和广西运动两期变形及早、晚两期花岗质岩浆活动,断裂以西仅经历广西运动变形及晚期花岗质岩浆活动;城步-新化断裂以东志留系的缺失为沉积缺失.(10)印支期花岗岩主体为晚三叠世后碰撞S型花岗岩,与中三叠世后期印支运动陆内强挤压变形有关,表明印支运动强度不大的观点难以成立.(11)湘东南晚三叠-早侏罗世盆地不是前人所认为的挤压类前陆盆地,而是区域SN向挤压下先期(印支运动)NNE向断裂产生EW方向伸展形成的拉张盆地;晚三叠世-中侏罗世靖州盆地是挤压类前陆盆地,而不是前人所认为的走滑拉分盆地.     

地球外部扰动重力严密改化模型及分析检验

直接积分模型是计算地球外部扰动重力的主要数学工具,将全球积分模型改化为局域积分模型是实现地球外部重力场赋值的前提条件.相比表层积分模型和向上延拓积分模型,Stokes积分模型要求的输入信息种类最少,故在减轻数据保障压力方面具有比较明显的优势.在实施Stokes积分模型工程化应用过程中,我们发现扰动重力径向分量积分模型从地球外部逼近边界面时存在比较严重的数值不连续性问题,本文研究并指出了存在该问题的内在原因,同时提出了保持该模型连续性的修正方法;针对三分量计算模型存在的积分奇异性问题和传统改化方法存在的理论缺陷,提出综合采用移去恢复运算和积分恒等式转换技术,同时依据实测数据保障条件,分步实施扰动重力三分量全球积分模型改化的技术流程和方法,推出了三分量积分模型的分步改化公式,提出了补偿传统改化模型缺陷的修正公式.以超高阶地球位模型EGM2008作为检核参考位场,开展模型对比计算数值试验,分别对本文推出的扰动重力三分量不同阶段改化模型的计算精度进行了分析检验和评估,验证了采用严密改化模型的必要性和有效性.

     

基于多输入卷积神经网络的天然地震和爆破事件识别

天然地震和爆破事件识别是地震监测预警的重要内容.近年来, 快速发展的深度学习算法以其强大的数据特征挖掘和图像识别能力, 能够较快并准确地约束地震事件属性.利用多输入卷积神经网络算法构建天然地震和爆破事件自动分类网络模型, 其中输入信息包括多台站地震波形和单台站的地震时频数据, 使得卷积神经网络同时获取事件的波形、频谱和极性特征.根据美国犹他州2012年记录到的天然地震和采石场爆破的观测资料, 构建深度学习的训练数据集并进行模型训练, 并据此判断2013—2016年间已知的天然地震和爆破事件.结果表明, 多输入卷积神经网络具有较高的识别精度, 识别率高达97%.

     

湘西南兰蓉岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄、地球化学特征及构造背景

湘西南兰蓉岩体为一加里东期小侵入体,由黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成.(443.5±8.1)Ma的锆石SHRIMP U Pb年龄表明花岗岩形成于早志留世早期.主量元素组成表明岩体总体属钙碱性高钾钙碱性系列强过铝质花岗岩类.该侵入体Ba、(Ta+Nb)、Sr、P、Ti强烈亏损,Rb、(Th+U+K)、(La+Ce)、Nd、(Zr+Hf+Sm)、(Y+Yb+Lu)等相对富集;稀土元素含量较高、轻稀土富集明显、Eu显著亏损;Isr值为0.71299,εSr(t)值为120,εNd (t)值为 8.11和-8.89,t2DM为1.82和1.84Ga.C/MF-A/MF图解显示其源岩为泥质岩和砂屑岩.上述地球化学特征表明兰蓉岩体为陆壳碎屑岩石部分熔融形成的S型花岗岩.基于岩石成因、构造环境判别以及区域构造演化过程,推断兰蓉岩体的具体形成机制为:奥陶纪末志留纪初的北流运动(板内造山运动)导致地壳增厚、升温,尔后在挤压减弱、应力松弛的后碰撞减压构造环境下,中、上地壳酸性岩石发生部分熔融并向上侵位而形成兰蓉岩体.     

川西坳陷源内油气成藏主控因素及模式:以孝泉-丰谷构造带须家河组五段为例

上三叠统须家河组是四川盆地川西坳陷的主力烃源岩系,而孝泉-丰谷构造带须家河组五段则是川西坳陷致密砂岩气勘探开发的新领域.利用地质、录井、钻井、分析化验等资料,结合盆地模拟技术,在须五段内部烃源岩、储集层特征以及其发育构造-沉积背景分析的基础上,探讨了孝泉-丰谷构造带须家河组五段源内成藏的主控因素,并建立了相应模式.须五...     

Two dimensional tensor product B-spline wavelet scaling functions for the solution of two-dimensional unsteady diffusion equations

The fourth-order B spline wavelet scaling functions are used to solve the two-dimensional unsteady diffusion equation. The calculations from a case history indicate that the method provides high accuracy and the computational efficiency is enhanced due to the small matrix derived from this method.The respective features of 3-spline wavelet scaling functions, 4-spline wavelet scaling functions and quasi-wavelet used to solve the two-dimensional unsteady diffusion equation are compared. The proposed method has potential applications in many fields including marine science.     

甘肃文县阳山金矿床高楼山矿段构造叠加晕地球化学特征及岩浆—构造—成矿耦合关系简析

甘肃文县阳山金矿是产于勉县—略阳弧形缝合带中段内的超大造山型金矿床。在26年的勘探工作中,安坝和葛条湾矿段一直是阳山金矿勘查的核心矿段。高楼山矿段于2021年正式进入普查阶段。本文旨在更好地了解矿区的深部隐伏盲矿,并对其未来的发展前景进行预测。结果表明,高楼山矿段69号勘探线剖面的成矿及伴生元素构造叠加晕的轴（垂）向分带序列从上而下依次为：Cu-As-Pb-Zn-Mn-Co-Ag-Au-Sb-Mo-Bi;共圈定两处深部找矿靶区,在1 850 m标高处,213号矿脉的前缘晕仍然存在,而且随着深度的增加,前缘晕的强度也在不断加强,这表明矿体正在向更深处延伸;而在1 750 m标高处,前缘晕的增强更加显著,这暗示着深部可能存在隐伏的矿体。此外,在分析69号勘探线3个钻孔构造叠加晕的基础上,提出新的阳山金矿构造控矿模式——推覆体复式褶皱构造控矿,并对ZK4901岩心的千枚理、断层、岩体、矿（化）体产状特征,利用统计分析方法进一步佐证了该模式。本文研究认为阳山金矿主体受逆冲断裂构造作用控制,含矿构造以北倾为主,局部受到褶皱的制约,岩浆岩主要沿断裂带产出,可形成矿（化）体,并根据岩浆岩有无矿化,将矿（化）体产出类型分为“2大类、5小类”,同时指出岩浆热液与成矿关系密切,但高品位的矿体主要分布在千枚岩中。这将为今后的勘探和开采提供重要的参考。

     

苏鲁变质带北部的岩石构造单元及结晶块体推覆构造

虽然苏鲁变质带北部的超高压变质岩石的类型及其特征与大别山超高压带相似,但是要划出与大别山相对应的岩石构造单元是困难的。详细的区域地质、岩石学、同位素年代学及地球化学的研究已将超高压带的西界大致圈定在牟平断裂至米山断裂的范围内。特别需要提出的是,在荣成超高压变质岩石分布区的南北两侧,出露有3 种不同成因的麻粒岩,即榴辉岩化的麻粒岩;由超高压变质岩经高压升温变质作用生成的麻粒岩;以及未经过榴辉岩相变质的麻粒岩。它们有规律地成带分布。这些麻粒岩带以及在荣成地区出露的未经过麻粒岩相叠加变质的超高压变质带,各自都有着完全不同的变质历史,并且都以深大韧性剪切带为其边界。由此笔者将苏鲁变质带北部由南向北划分为海阳所变质地块(榴辉岩化扬子陆块基底变质单元)、荣成变质地块(超高压变质单元)、威海变质地块(麻粒岩相叠加变质的超高压构造岩片)、昆嵛山边界杂岩带。这些来源于地壳深层的结晶块体是超高压带形成和演化的产物,在后来的进一步碰撞挤压中,这些来源于深层而就位于中上地壳水平的结晶块体,有可能发生了与薄皮构造机制(thin-skin thrust)类似的构造过程。它们有如一系列的推覆体挤压叠置,使华北和华南陆块最后挤压在一起。     

岩石磁组构在断裂变形性状与期次研究中的应用——以广西博白-合浦断裂为例

岩石磁化率椭球体的三个轴与应变椭球体的三个轴方向相平行,并具有一定的共构关系.变形岩石的磁组构参数P、T、F、L以及磁化率椭球体主张量方向等可以用来定量地表征岩石变形的性状及期次.本文通过实测和计算27个样品的磁组构参数,研究了博白-合浦断裂带的变形性状与期次,结果表明:博白-合浦断裂带大致经历了三期构造变形作用,不同时期具不同性质的构造变形.变形性状分别表现为韧性、韧-脆性及脆性变形,应变行为分别表现为平面、非平面和线性应变.     

利用地面GPS技术绝对测定湿大气含量的可能性

从理论和实测资料处理两方面对单基线模式下利用地面GPS技术绝对测定湿大气含量的可能性进行了探讨。由于短基线模式下测定湿大气含量之间的相关性很强,其测定的湿大气含量值必然有较大的相关误差,当用具有相同测段的不同资料组处理时表现为测定参数的不稳定性。在假设卫星的分布是连续而且均匀的情况下,可以从理论上研究相关系数随基线长度和截止高度角的变化,理论的结果和实际情况一致性较好。