青藏高原东部壳幔速度结构和地幔变形场的研究

在青藏高原东部地球动力学问题中,笔者在文中主要考虑与地壳上地幔速度结构和地幔变形场有关的问题,它涉及当前流行的下地壳流动模型和壳-幔的耦合-解耦模型。在2000年完成的穿过川西高原和四川盆地的深地震测深剖面,揭示了川西高原的地壳结构具有地壳增厚(主要是下地壳增厚)、地壳平均速度低等特点,显示地壳的缩短与增厚的碰撞变形特征。根据川西高原上设置各爆炸点的记录截面图共同呈现PmP(莫霍界面反射波)弱能量的特点,推断在川西高原的下地壳介质具有强衰减(Qp=100～300)的性质,支持存在下地壳流动的模型。青藏高原东部和川滇西部地区的上地幔各向异性(SKS波快波偏振方向和快慢波延迟时间)的初步结果表明,这两个地区的壳-幔变形特征是不同的,尽管它们在地理位置上属于同一个板块碰撞带。在青藏高原内部的壳幔变形属于垂直连贯变形,它以缩短为主,而高原外部的地壳(或岩石圈)则相对于其下方地幔运动。在高原内部和外部之间存在一个重要的地幔变形过渡带。然而,高原内部的垂直连贯变形与高原内部存在大范围下地壳流动的模型不一致。笔者在该地区开展了近两年的宽频带流动地震观测,试图从地震记录中确定过渡带的位置和探讨它的流变性质。文中扼要回顾已经取得的结果,并介绍正在进行的研究。     

东秦岭造山带两类元古宙地壳基底及其地壳增生

通过研究南秦岭地区陡岭群、武当群和北秦岭地区秦岭群的变质基性岩等的铅同位素和微量元素组成，揭示出东秦岭造山带分布有两种性质及不同归属的元古宙地壳，指出中、古元古代时可能一个统一的地壳基底；南秦岭的中、古元古代地壳是在扬子陆地基底上通过岛弧的侧向加积形成和，北秦岭元古宙地壳则可能垂向增生于一个富入射性成因铅同位素组成的、具古洋壳幔性质的微地块之上，研究还表明陡岭群不是北秦岭地区的秦岭群，而应属于南秦     

浙江花岗岩类地球化学与地壳演化——Ⅱ.元古宙花岗岩类

浙江元古宙花岗岩类包括神功期（1．8－1．9Ga）和晋宁晚期（0．6—0．9Ga）。研究了浙江元古宙花岗岩类的主元素、微量元素、稀土元素和Rb、Sr同位素组成特征及岩石成因，探讨了浙江地壳的演化。浙江地壳形成于太古亩和元古宙，地壳增生的时期为2．6－2．7、0．8-1．1和0.1－0.12Ga。随时间演化浙江地壳组成有变化，但分异演化不明显。沿江-绍断裂分布的晋宁晚期慢源和壳幔混合中酸性岩是普宁期俯冲碰撞的证据。加里乐和印支期是两次规模不大的构造运动。     

柴达木盆地地温场分布特征及控制因素

含油气盆地的地温场在油气的生成、运聚及盆地演化过程中起着十分重要的作用。柴达木盆地是中国西部重要的含油气盆地,位于喜马拉雅构造域的东北部,盆地现今地温场特征研究不仅为柴达木盆地及周缘陆内或板内大陆动力学及盆地动力学研究提供了科学依据,同时也是油气成烃、成藏及资源评价等工作的研究基础。柴达木盆地现今地温场研究的前期工作主要集中在盆地西部,盆地的北缘、东部开展的工作很少,所用研究数据多取自20世纪之前,盆地现今地温场特征的系统研究尚比较缺乏,亟须开展相关研究工作。文中采用先进的钻孔温度连续采集系统,实现了深井稳态测温工作的大规模化、高精度化,使用光学扫描法测试岩石热导率,获得了批量的、高精度的岩石热导率数据,新增了17口钻井的测温剖面。研究表明：柴达木盆地现今地温梯度平均为(28.6±4.6) ℃/km,地温梯度分布具有西部高,中、东部低的特点。柴达木盆地现今大地热流值平均(55.1±7.9) mW/m2,盆地不同构造单元大地热流分布存在差异。大地热流分布特征表明：柴达木盆地总体属于温盆,热流值低于我国大陆地区大地热流平均值,但高于西部的塔里木、准噶尔盆地。柴达木盆地现今地温场分布特征受地壳深部结构、岩石热导率性质及盆地构造等因素的控制。     

京张地区区域地壳稳定性评价

在野外调查和广泛收集资料的基础上,分析了控制和影响京张地区区域地壳稳定性的主要因素及内外动力地质的耦合作用。选取活动断裂、地震活动性和深部地球物理等因素,同时选取工程岩组、地形地貌与地表地质灾害等11个因素作为评价因子,并对评价因子进行了分类赋值。采用多因素加权叠加分析方法,建立了区域地壳稳定性评价模型,基于GIS平台对京张地区的区域地壳稳定性进行了定量化评价,将研究区划分为稳定区、次稳定区、次不稳定区和不稳定区4个等级。依据区域地壳稳定性评价结果,为京张高速铁路、云顶滑雪场、石京龙滑雪场的建设和运营提出相关建议,为京张地区国土规划提供了基础依据。      

2011-2013年乌鲁木齐城-郊冬季积雪深度与密度空间分布特征

利用2011-2013年冬季4次地面实测乌鲁木齐城-郊积雪深度与密度数据,应用普通克里格空间插值方法,分析了乌鲁木齐城-郊冬季积雪深度与密度从2011年12月下旬-2012年2月下旬及2012年1月中旬和2013年同期的时空分布特征.结果表明:乌鲁木齐城-郊冬季积雪深度与密度存在显著地区域分布差异及变化特征.整个冬季位于城东北部的米东石化工业园区积雪均较深,尤其12月和2月,在主城区内部又存在不同下垫面下积雪较多的区域.从12月下旬-次年2月下旬,积雪逐渐累积,且积雪深度比密度具有更大的空间变化幅度.除12月下旬大部分主城区雪密度比郊区大之外,1月中旬、2月下旬主城区雪密度均比城东和城东北方向低.2013年1月中旬积雪与2012年同期相比,平均积雪量明显偏厚,约31 cm,但雪密度变化范围不大且深度与密度的空间分布均发生明显改变.本文结果对于了解乌鲁木齐城区积雪的区域差异,为主城区道路积雪清运、保障道路通畅优化方案及春季融雪洪水防御预案的制定提供基础数据支撑,也可以弥补当前气象站点少且空间分布不匀的不足.此外,本文对卫星遥感数据反演的积雪参数精度验证也具有实际参考价值.     

Crustal accretion beneath the Koyna coastal region (India) and Late Cretaceous geodynamics

In 1967 a major earthquake in the Koyna region attracted attention to the hitherto considered stable Indian shield. The region is covered by a thick pile of Deccan lava flows and characterized by several hidden tectonic features and complex geophysical signatures. Although deep seismic sounding studies have provided vital information regarding the crustal structure of the Koyna region, much remains unknown. The two available DSS profiles in the region have been combined along the trend of Bouguer gravity anomalies. Unified 2-D density modelling of the Koyna crust/mantle suggests a ca. 3 km thick and 40 km wide high velocity/high density anomalous layer at the base of the crust along the coastline. The thickness of this anomalous layer decreases gradually towards the east and ahead of the Koyna gravity low the layer ceases to be visible. Based on the seismic and gravity data interpretation in the geodynamical/rheological boundary conditions the anomalous layer is attributed to igneous crustal accretion at the base of the crust. It is suggested that the underplated layer is the imprint of the magmatism caused by the deep mantle plume when the northward migrating Indian plate passed over the Reunion hotspot.     

大石峡高面板坝筑坝砂砾料现场大型相对密度试验

当前,主要采用相对密度来表征筑坝砂砾料的密实程度,并以此来评价大坝的施工碾压质量。受试验设备尺寸和击实功能的限制,室内试验难以反映现场实际筑坝砂砾料粒径大、采用大型碾压机具进行高强度碾压的实际情况,试验确定砂砾料最大干密度值偏低,难以直接用于指导实际工程。针对大石峡高面板坝筑坝砂砾料,在工地现场采用实际筑坝碾压设备和大型相对密度桶,对原级配坝料开展相对密度试验,研究了坝料的压实特性,确定了不同级配（含砾量）坝料的相对密度特性指标。研究表明：比较室内试验成果,现场试验确定砂砾料最大干密度值有较大提高;随着含砾量的增加,砂砾料的最大、最小干密度值先增加、后减小,存在压实密度最高的最优含砾量特征值;强振碾压使得弱胶结砂砾料产生不同程度的颗粒破碎效应,颗粒破碎的程度和土料的原始级配特性相关联。     

扬子东部冶山和山里陈埃达克质侵入岩年代学与地球化学:岩石成因和动力学意义

冶山和山里陈岩体构造上属于扬子地块东部,毗邻郯庐断裂带东侧,主要岩石类型为石英闪长玢岩。它们的单矿物(角闪石,黑云母)40Ar/39Ar坪年龄分别为131.22±0.77 Ma和130.07±0.48 Ma。冶山和山里陈岩体具有与埃达克岩类似的地球化学特征,如w(SiO2)>56%,高Al2O3[w(Al2O3)=14.95%～17.67%]、Sr[w(Sr)=495×10-6～2086×10-6]、Sr/Y(44～159)和La/Yb(26～68),低重稀土元素,如w(Yb)=0.82×10-6～1.56×10-6),w(Y)=9.14×10-6～20.32×10-6,无明显-正Eu异常(δEu=0.90～1.11)。另外,样品普遍具有较高的MgO[w(MgO)=2.01%～4.98%]、IMg(45～71)和Cr[w(Cr)=19.2×10-6～199×10-6]、Ni[w(Ni)=13.8×10-6～58.8×10-6]。它们的Sr-Nd-Pb同位素特征为:(87 Sr/86 Sr)i=0.7059～0.7062,εNd(t)=-14.75～-12.15,(206 Pb/204 Pb)t=16.082～16.847,(207 Pb/204 Pb)t=15.303～15.461,(208Pb/204Pb)t=35.889～36.919。冶山和山里陈埃达克质侵入岩可能是由于扬子与华北地块在三叠纪的碰撞及扬子地块东部的地壳拆离作用,导致下地壳增厚并发生拆沉熔融,岩浆在上升过程中与地幔橄榄岩发生了反应。郯庐断裂带两侧早白垩世时期的埃达克(质)岩可能形成于断裂带早白垩世时期由左行平移向伸展活动转变的阶段,其源动力很可能是受到滨太平洋板块构造的影响。     

汶川8.0级地震前BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到的地形变异常现象

地倾斜连续观测是地壳形变观测研究中重要内容。汶川8.0级地震前,布设在四川德阳金河测点的新型BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到了明显的地形变异常现象。分析其观测结果可知,汶川8.0级地震前约半月时间内德阳金河测点的地倾斜运动速度较过去的平均运动水平提高了数十倍,且震前地表快速倾斜的方向在N25°W左右。除此之外,德阳金河BSQ型数字垂直摆倾斜仪测点还观测到较为完整的,对应于可以反映地表应力集中、释放过程的震前地表破裂过程。上述现象为今后研究强震孕育机理提供了重要的信息。介绍与分析了布设在龙门山断裂带附近的其它类型地倾斜仪在震前的观测结果。事实证明,BSQ型数字垂直摆倾斜仪在强震前的浅表过程监测中具有重要意义,值得在今后的地震前兆台网工作中进行推广。