青藏高原东北缘及周边地区基于程函方程的面波层析成像

利用"中国地震科学台阵探测"在南北地震带北段布设的670套宽频带地震台站记录到的面波资料,使用新近发展的程函方程面波层析成像方法,获得了青藏高原东北缘及周边地区12~60 s周期范围比以往成像结果具有更高分辨率的瑞利面波相速度分布图像.青藏高原东北缘的祁连褶皱系西段、秦岭褶皱系西段和松潘—甘孜褶皱系,在16~60 s周期范围内均显示出明显的低速异常分布,表明该地区的地壳力学强度较低,在强烈的构造应力作用下易发生形变.与西段不同,祁连褶皱系东段和秦岭褶皱系中段的相速度分布特征揭示,其中下地壳的速度明显高于高原内部区域.鄂尔多斯块体整体上表现为稳定块体具有的高速特征,但其西部边缘在中上地壳的速度比块体中部地区偏低,且存在一定的不均匀性.鄂尔多斯块体西北缘的临河断陷盆地和西缘的银川断陷盆地,在较短的周期范围内（12~20 s）表现为局部低速特征,但与银川断陷盆地不同,临河断陷盆地的低速特征可一直延续至60 s周期以上,表明该盆地下方地壳及上地幔速度明显偏低,可能与深部热作用有关.阿拉善块体与其北部地区的速度差异主要表现在中上地壳,这一现象值得今后进一步探讨.基于程函方程面波层析成像方法给出了青藏高原东北缘及周边地区高分辨率的成像结果,揭示了以往面波层析成像难以获得的深部细节特征,为该地区的深部构造研究提供了新的信息.     

东北冷涡对海河流域初夏降水异常的影响

东北冷涡是东亚中高纬度地区的重要天气系统,其频繁活动可能导致显著的气候效应,不仅对东北局地,而且对海河流域地区初夏降水产生影响.本文利用海河流域34个地面气象台站逐日降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对东北冷涡与海河流域初夏降水的关系进行研究,结果表明：初夏东北冷涡活动与海河流域降水存在显著的相关关系,对其空间分布亦有重要影响.当东北冷涡活动偏多（少）时,海河流域北部地区（尤其是海河下游）初夏降水可能偏多（少）,对应时间系数为正（负）时海河流域初夏降水EOF第二模态北多（少）南少（多）的空间分布.在东北冷涡活动偏多年,东北冷涡引导北方"干冷"空气南下推进至海河流域北部,伴随该地区源自西风带水汽输送和水汽辐合的增强,形成了"上干下湿"的不稳定层结,在上升运动的触发下,导致海河流域北部初夏降水偏多;而东北冷涡活动偏少年情况正好相反.东北冷涡活动为海河流域尤其是海河下游地区初夏降水预测提供了具有参考意义的结果,其活动指数与海河下游初夏降水距平的符号一致率在近30年高达83%.     

青藏高原东北缘北联池剖面清水营组孢粉组合特征及地质意义

青藏高原隆升是新生代最重要的地质事件之一,对邻区乃至全球的气候变化都产生了深远的影响,已有学者研究认为该期隆升与气候冷暖变化之间具有较好的耦合关系。北联池剖面在区域构造位置上隶属于青藏高原东北缘弧形构造带后缘六盘山以西,古近系清水营组主要为一套紫红色泥岩夹薄层石膏层为主的浅湖相沉积,蕴含了丰富的古环境和古气候信息。文章系统研究了剖面的孢粉组合特征,共鉴定出孢粉类型60属65种及若干未定种,其孢粉组合特征中被子植物花粉占绝对优势,裸子植物花粉和蕨类植物孢子含量很少。结合现有区域孢粉的研究成果,综合分析认为清水营组沉积的地质时代属于中晚渐新世—中新世早期。孢粉植物群以桦木科、胡桃科和榆科等落叶阔叶植物为主,组合中还出现了数量不多但种类繁多的热带—亚热带植物的花粉,而典型干旱的灌木和草本植物分子含量少,总体上反映了暖温带较温和湿润的古环境古气候背景。孢粉组合中几乎不见耐寒山地针叶植物花粉的出现,说明该时期区域气候环境尚未发生由暖转冷的重大变化,青藏高原向东北方向的隆升扩展尚未影响到六盘山地区。研究成果为约束青藏高原东北缘清水营组的沉积时代以及青藏高原隆升过程对区域古生态古气候的影响提供新的证据。     

黔东北地区铁丝坳组—大塘坡组细粒沉积岩高精度层序地层特征和充填演化模式

南华系大塘坡组是一套优质烃源岩和潜在非常规油气储层,具有重要的地史研究和油气勘探意义,然而关于其沉积过程及高精度层序地层方面的研究还较为薄弱。作者以黔东北ZK513井岩心描述及薄片观察为主要研究手段,运用了新的细粒沉积物的分类标准,精细划分识别了以石英砂岩、含砾泥质砂岩、灰色泥岩、灰色含砾砂质泥岩、灰色泥质砂岩、黑色炭质–硅质砂质泥岩、黑色含砾炭质–硅质泥质砂岩、灰色石英砂岩、黑色锰质泥岩、黑色泥质粉砂岩、黑灰色泥质粉砂岩、灰黑色泥质粉砂岩、灰色粉砂质泥岩、灰白色泥岩为代表的14种岩相。并根据岩相组合特征识别了陆棚内盆地、深水陆棚、浅水陆棚3种沉积相,以及前滨、冰海浅水陆棚、陆棚内富锰盆地、陆棚内深水盆地、陆棚内盆地边缘、深水陆棚、浅水陆棚7种沉积亚相。据岩相、沉积相分析,认为陆棚内盆地相内LF9黑色锰质泥岩、LF10黑色泥质粉砂岩为烃源岩的有利相区和层段。通过对岩相、沉积相的研究,识别出5个三级层序SQ1—SQ5,以及4个三级层序界面SB1—SB4;在三级层序内部,根据岩相叠加样式并结合沉积构造定量化统计,总结出4种典型的准层序类型,根据准层序的叠加形式识别了三级层序内部若干准层序组,进而识别出5个海侵(TST)—高位(HST)体系域旋回及内部的5次最大海泛面MFS1—MFS5,进而建立单井层序地层格架。综合ZK513井和研究区其他井岩相、沉积相、层序等资料,通过连井对比,建立了黔东北大塘坡组一段沉积期充填演化模式,预测了研究区内有利相区陆棚内盆地的分布,以及相区内富有机质层段LF9—LF10的展布模式。

     

青藏高原东北缘龙首山晚新生代多阶段构造隆升的盆地记录

龙首山地区位于青藏高原与阿拉善地块的结合部位,其盆山演化过程和断裂带扩展模式的恢复对揭示青藏高原新生代北东向生长具有重要意义。本文基于龙首山南北两麓3个新近系沉积剖面的构造特征和5个砂岩样品的碎屑锆石U-Pb同位素LA-ICP-MS年龄结果,重建了青藏高原东北缘龙首山地区晚新生代的盆山演化过程。研究结果显示,龙首山地区晚新生代沉积-构造演化经历了3个主要阶段：（1）~14Ma,龙首山南缘断裂带活化,阿拉善地块南缘沿此断裂逆冲于张掖盆地之上,张掖盆地开始接收阿拉善地块的物源;（2）~5Ma,龙首山南缘断裂带的次级断裂开始发育,使龙首山南侧山麓白垩系开始剥露并为张掖盆地提供物源,同时,龙首山北缘断裂带活化并导致潮水盆地发生挠曲沉降,接收龙首山的物源;（3）5~2.5Ma,龙首山北缘断裂带的次级断裂开始发育,导致龙首山北麓白垩系开始剥露并为潮水盆地提供物源。通过对龙首山周缘盆地沉积相和物源开展分析,本研究反演了龙首山地区中新世以来的断裂带活动和山体隆升过程,表明在14~2.5Ma,随着龙首山南缘断裂、北缘断裂的活化和次级断裂的发育,龙首山经历了3次强烈的隆升,这对揭示青藏高原北东向的扩展过程具有重要的指示意义。

     

滇东北东川下田坝A型花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

通过对滇东北东川下田坝地区黑云母二长花岗岩和似斑状钾长花岗岩2种岩体的地球化学分析及对黑云母二长花岗岩的U-Pb同位素测试,得到如下认识：黑云母二长花岗岩和似斑状钾长花岗岩总体地球化学特征相似,主量元素表现出高SiO2（平均71.7%）、过铝质（A/CNK指数在1.03～1.52）的特征,过碱指数在0.95～1.37之间,总体属于钙碱系列;稀土元素总量较高（ΣREE平均313×10-6）,（Ce/Yb）N均值为8.85,（La/Yb）N均值为9.54,呈现轻稀土元素（LREE）富集,仅Eu亏损（δEu均值0.31）的海鸥型右倾模式;大离子亲石元素Rb、Th、U、K等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Sr、Ti等呈明显负异常,说明岩浆源岩以陆壳成分为主;Ga/Al均值为2.69,(Zr+Nb+Ce+Y)均值为383;微量元素Sr、Eu低,富集Nb、Zr等元素,反映其源区存在斜长石的残留;锆石饱和温度为724～786℃,表明初始岩浆温度较高。上述特征说明,下田坝花岗岩为典型的A型花岗岩,形成于中上地壳的板内伸展背景。黑云母二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为801.1±6.6Ma,同时受到762.1±6.2Ma热事件的影响,与新元古代Rodinia超大陆裂解事件在时间上一致,亦与东川铜矿成矿时代相符,说明新元古代裂谷环境的岩浆事件范围可扩大至滇东北东川,并可能引发热液成矿作用。     

帕米尔东北缘地壳结构的P波接收函数研究

利用位于新疆帕米尔东北缘地带12个固定数字地震台和天山动力学Ⅱ期10个流动宽频带数字地震台记录的高质量远震波形数据,应用接收函数H-κ叠加方法研究了帕米尔东北缘的地壳厚度-泊松比特征和部分台站下方的壳内界面深度.研究发现:(1) 帕米尔东北缘的Moho面起伏变化剧烈,其总体分布呈现东薄西厚、南厚北薄的特征,由塔里木盆地向天山延伸,地壳厚度约从45 km加深到55 km,从塔里木盆地向西昆仑山延伸,地壳厚度约从45 km加深到69 km;(2)沿着天山动力学Ⅱ期剖面,位于塔里木盆地北缘台站的壳内间断面的深度约为13~16 km,向北进入天山南麓加深到20 km左右,继续向北进入南天山山区壳内间断面不明显,可能暗示塔里木盆地基底向北俯冲,俯冲距离可能到达南天山的山前;(3)研究区地壳泊松比变化复杂(约从0.20到0.31),显示地壳物质组成的复杂性和显著的不均匀构造;(4)整个研究区的地壳厚度和泊松比之间没有明显的相关性,但天山动力学Ⅱ期剖面的结果表明,从塔里木盆地北缘到西南天山,地壳厚度和泊松比之间存在反相关关系,意味着天山地壳的增厚可能主要是通过以长英质岩石为主要组成成分的上地壳叠置而成;(5) 研究区全部地震台地壳厚度与海拔高程的线性回归方程表明地壳厚度与海拔的相关性相对较弱(相关系数为0.66),天山动力学Ⅱ期10个台站的地壳厚度与海拔具有很好的相关性(相关系数为0.85),可能表明沿该剖面地壳整体上处于相对均衡的状态.     

中国东北地区远震S波走时层析成像研究

利用中国东北流动和固定台网的234个宽频带地震仪在2009年6月—2011年5月所记录的远震波形数据,采用波形相关方法拾取了10301个有效的S震相相对走时残差数据,进一步采用两种射线走时层析成像的方法,反演获取了研究区下方深达800 km的S波速度结构,不同射线走时层析成像方法的结果对本区的S波速度异常结构起到一定的约束作用.S波成像结果与我们先前开展的P波成像研究结果整体相似：在长白山下方发现有一个高速异常结构,这可能就是俯冲到欧亚大陆板块下方的太平洋板块,由于板块的部分下沉,使得板块的形状并没有呈现出明显的板片状.长白山、阿尔山、五大连池火山下方都有低速异常体,长白山和阿尔山下的低速异常向下延伸至地幔转换带附近,可能与其上部的火山形成有关.五大连池火山下方的低速异常向下延伸至200 km左右,不同埋深的低速异常结构可能意味着五大连池与长白山和阿尔山有着不同的成因.松辽盆地呈现以高速异常为主导、高低速异常混合分布的特性,暗示松辽盆地岩石圈地幔可能遭受了改造与破坏,可能有岩石圈拆沉的过程,盆地南部下方的低速异常与长白山和阿尔山下的低速异常有连通性,可能是下地幔热物质上涌的一个通道.S波和P波相似的成像结果从另一个角度展示了中国东北地区的上地幔速度异常结构,对我们认识此区的地下结构提供了重要的约束.     

东北三省区域经济极化的新格局

以基尼系数、沃尔夫森指数、崔王指数评估东北三省区域经济差异和极化;利用空间自相关分析识别经济发展的"热点区"。研究发现1990年以来东北三省区域经济的极化有所发展,经济重心不断南移,空间自相关分析中的高值聚集区由散点分布向轴向和面状分布转变;大连、沈阳、长春、哈尔滨四城市是高"极化点",哈大铁路、滨洲-滨绥铁路沿线成为不连续的"极化轴";高值聚集区在辽中南绵延成片,而低值聚集区在黑龙江北部、吉林东部和西部、辽宁西部不断扩大为连续分布。东北三省区域经济系统的层级趋于减少。辽中南经济区、哈长经济区、滨洲-滨绥经济轴带等主要区域经济构造得到程度不同的发展。