地表剥蚀、下地壳流变与造山作用研究进展

岩石圈的流变特性研究已经成为固体地球科学研究中的重要领域,是地球科学新理论、新观点的重要渊源。最近的研究表明,下地壳普遍存在的韧性流是造山作用的重要制约因素。在下地壳物质层流变作用机制的调节下,地表剥蚀作用并不仅仅是传统意义上地表夷平的因素,它还能打破地壳动力学和热力学平衡,引起地壳内物质和结构的重置,进而促成山脉的加剧隆升;地表剥蚀作用的强度既受控于造山带的抬升,也受制于地球外圈层(大气圈、水圈、生物圈)。以天山山脉和喜马拉雅山山脉的隆起、喜马拉雅山山脉的变质作用以及相关的构造活动为例,说明在造山过程中,尽管传统意义上的造山作用与地球内部动力过程,即构造作用有密切联系,但是与构造运动的时空尺度不同,地表剥蚀作用也能够在相对较小的时空尺度内,通过影响和控制造山带下地壳的韧性流动,成为地壳抬升和造山带构造演化的重要动力因素。对地壳的流变特性和变质变形研究是当前地球系统科学研究的一个重要切入点。     

柯坪塔格断裂西段古地震初步研究

柯坪塔格断裂位于西南天山柯坪塔格推覆构造的最前缘,以皮羌断裂为界分成东西两段。在柯坪塔格断裂西段开挖了6个规模较大的探槽,6个探槽都揭露出断层,但其中3个探槽的古地震事件不清晰,另外3个探槽有古地震遗迹。通过分析研究,共确定了全新世以来的4次古地震事件:第1次古地震事件发生于距今约12ka,第2次事件发生于距今约8·6ka,第3次事件大致发生于距今约5ka,第4次事件发生于距今(1·73±0.15)ka以来,很可能是1961年西克尔6·8级地震。这4次古地震事件具有约3~5ka的准周期重复特征。天山南麓有5~6排推覆体,每排推覆体的前缘都发育活动逆断裂,它们向下收敛于寒武系底部的滑脱面,因此,天山南麓的地震破裂非常复杂,这4次古地震事件的震级、发震构造等问题都有待于今后的深入研究     

新疆准噶尔—东天山地区产于韧性剪切带中的金矿床成矿流体与碳、硫、铅同位素

韧性剪切带型金矿床是新疆准噶尔-东天山地区重要金矿类型。本文以科克萨依、康古尔、红石金矿为典型矿床,研究它们的流体包裹体均一温度、爆裂温度、包裹体成分、包裹体水的来源等,并进行了硫、铅同位素及近矿围岩碳同位素、矿体石英包裹体中CO2、CH4气体的碳同位素分析。结果表明,硫、铅为深源,暗示了本区金成矿物质的地幔来源。部分碳为有机碳,反映了本区年轻碳质沉积地层中有机碳参与了金的迁移与成矿作用。综合研究表明,在本区特定的后碰撞地质背景下,在构造挤压与伸展作用中形成的韧性剪切带中的金矿床金成矿物质源于深源,成矿流体主要是变质水。岩浆作用、变质作用、碳质围岩地层有机碳参与成矿,变质流体与岩浆热液及天水等流体的不同程度的混合与叠加,形成本区特征的韧性剪切带型金矿床。     

伽师强震群的深部动力学条件

根据天山造山带及其两侧的塔里木盆地和准噶尔盆地的岩石圈二维速度结构、二维密度结构、二维电性结构、壳幔过渡带的详细结构以及大地热流和震源深度的分布,再结合对新疆西北部的蛇绿岩带、高压变质带和岩浆岩分布的综合分析,建立了天山造山带的地球动力学“层间插入消减”模型。该模型认为,塔里木板块的中上地壳在库尔勒断裂附近向天山造山带的中下地壳层间插入;而下地壳连同岩石圈地幔向天山造山带的上地幔俯冲消减。在天山的西段（哈萨克斯坦境内）,费尔干纳地块由北向南插入到南天山之下约180km的深处,在其东段（中国境内）,塔里木盆地由南向北插入南天山之下。这两个具有不同方向的下降板片的接触部位为费尔干纳走滑断裂。我国的伽师、喀什、乌恰地震区均落在这两个具有不同俯冲方向板块的结合部位附近,有着特殊的深部构造背景。南、北两大板块的双向挤压必定产生强大的应力,在地震区附近,这种应力的积累与释放具有4个显著的特点：（1）板片的俯冲消减速度约高达每年22mm左右;（2）应力的积累与释放速率加快;（3）应力释放较容易;（4）应力释放较为集中。这4个特点可能是伽师地区在较短的时间内连续发生数次强震的构造因素。     

西南天山布隆金矿床成矿作用同位素地质年代学

位于新疆西南天山阿合奇县的布隆金矿是一个国内较少见的低温热液石英重晶石脉型金矿床,它赋存于上泥盆统细碎屑岩中,金矿体受层间缓倾斜破碎带控制。根据矿脉矿物组合及相互穿插关系,原生成矿期成矿作用可分为:①黄铁矿-石英阶段;②石英-黄铁矿-菱铁矿-重晶石阶段;③方解石-石英-重晶石阶段和④重晶石阶段。年代学研究表明,主成矿阶段(②阶段)含金石英脉RB-SR等时线年龄为258±15MA,表明成矿作用发生在晚二叠世末,与中亚南天山大规模的金成矿作用发生时期相一致。     

基于Hkr值的北天山冰川侵蚀空间分布特征及其主控因素研究

确定冰川侵蚀的主控因素及其与各影响因素间的相互作用方式,不仅对深入认识冰川侵蚀的物理机制和理解冰川作用区地貌演化具有重要的意义,也是探讨构造、气候、地形间相互关系的根本。然而,以往的学者仅在构造活动略单一的区域研究冰川侵蚀的主控因素,致使对构造的影响认识不足,那么,构造是否是冰川侵蚀的主控因素呢？又是如何作用于冰川侵蚀？北天山第四纪冰川作用规模巨大,留下了丰富的冰川遗迹,其气候与构造条件也多样,因而成为探讨上述问题的理想区域。本文在北天山北坡自西向东选取了7个冰川流域,基于每个流域的Hkr值和冰川侵蚀影响因子的定性定量数据,分析了该区域冰川侵蚀的分布规律及其影响因素。结果表明,北天山各流域冰川侵蚀自西向东有减小趋势,该变化趋势是构造、气候、地形共同作用所致。其中,山顶高度和降水对冰川侵蚀的影响最显著,两者均通过对冰川规模施加作用来控制冰川侵蚀,而构造也可能通过影响顶点高程、积累区面积、冰川规模,进而作用于冰川侵蚀,但是其是否发挥主要作用有待进一步认识。因此,冰川规模可能才是导致北天山各冰川流域侵蚀差异的根本原因。     

论新疆中天山成矿带成矿作用与成矿系列

天山沉积建造多样,地质构造复杂,岩浆活动频繁,成矿地质条件优越,是中国有色金属、贵金属的重要成矿带。在收集和研究中天山那拉提-巴伦台-星星峡成矿带地质、矿产成果资料基础上,系统总结了区域地质特征、成矿类型、时空分布规律,认为石炭纪、中元古代、二叠纪为中天山主要成矿期,以岩浆热液型、矽卡岩型、受变质型3种矿床类型为主要矿床类型;其中以卡瓦布拉克-星星峡Ⅳ级矿带成矿强度最高。厘定出矿床系列组6个、矿床成矿系列33个,认为那拉提-巴伦台-星星峡古生代构造旋回所发育的成矿系列是最重要成矿系列,表现出以岩浆成矿作用为主,沉积作用为辅的成矿特征。指出中天山存在：前寒武纪成矿演化阶段、早古生代(加里东期)成矿演化阶段、晚古生代(华力西期)成矿演化阶段、中生代成矿演化阶段、新生代成矿演化阶段5个构造-成矿的演化阶段;从成矿演化的时空序列,构建了中天山成矿带时空演化区域成矿模式,为区域铁、铅锌、钨等重要矿产勘查提供借鉴。     

西南天山中—新生界层控砂砾岩型铜铅锌矿成矿规律

西南天山是新疆中—新生界层控砂砾岩型铜铅锌矿的重要产出地区,以萨热克铜矿、乌拉根铅锌矿、花园铜矿、伽师铜矿为代表,均产于隆起剥蚀区边缘的红层盆地中并严格受层位控制,赋矿盆地的下部为煤系生烃岩,中部为渗透性良好的砂砾岩铜铅锌矿储集层,上覆膏岩及泥岩等密闭盖层,具有铜铅锌-铀-煤-天然气同盆共存富集的成矿特征。文章总结了西南天山赋矿盆地沉积-构造演化及赋矿层位特征,研究了铜铅锌典型矿床的控矿条件和成矿作用特征。通过对比分析,总结了中—新生界砂砾岩型铜铅锌矿的区域成矿规律,认为有机质与铜铅锌成矿关系密切,推测在原始矿源层的基础上,在隆起部位经油田卤水叠加形成铜铅锌贫矿体,喜马拉雅期断裂构造沟通深源成矿流体再次叠加形成铜铅锌富矿体。总结构建了西南天山中—新生界层控砂砾岩型铜铅锌矿的成矿模式,以期为已知矿山深边部勘查及区域找矿工作部署提供依据。     

中国天山乌鲁木齐河源1号冰川的热量平衡研究(摘要)(英文)

中国西部天山乌鲁木齐河源1号冰川上的消融和热量平衡研究是在冰川消融区中部海拔高度3895m的平坦雪面上进行的。观测场中的粒雪由两个不同层次的清洁粒雪和包含来自沙漠地区尘暴的污化粒雪所组成。当下部污化层在表层出露时,冰川自然表面的反射率则产生急剧的变化。当反射率从0.67降低至0.52时,相应的吸收辐射量将随之增加47％。根据1983年7月5日至25日的观测资料,对具有代表性的各天气情势下的热量平衡各组成分量的计算表明,在热量收入部分中,净辐射供热占71.6％5.40MJ/m~2·d),感热供热占28.4%(2.15MJ/m~2·d)。在热量支出部分中,消融耗热占94.8％(-6.79MJ/m~2·d),潜热占5.0％(-0.36MJ/m~2·d),其余0.2％(-0.013MJ/m~2·d)的热量用于冰雪层中的热传导。以热量耗散形式出现的潜热意味着蒸发抑制了凝结作用。这是因为该区相对的低温和较低的湿度的缘故。在夏季,尽管平均日总量为0.013g/cm~2的蒸发在年物质平衡中所造成的物质亏损似乎是不太重要的,然而它却是制约该区冰川分布的重要因子。     

天山布拉特沟的地貌制图(摘要)(英文)

天山布拉特沟是乌鲁木齐河源的一个支流,通过野外调查编绘了1:25000比例尺的布拉特沟地貌图。本图作为野外地貌工作的总结,集中地反映了本区的冰川、冰缘及重力流水地貌形态,区分了各形态的分布、成因及形态特征,是地貌图的说明书。 本区是现代冰川作用区之一,冰川地貌是主要的地貌形态。分布于谷地源头的现代冰川有3条,雪线高度约4000m,并处于退缩状态。冰川的主要地貌类型计有冰斗、槽谷,羊背石和冰碛垅等。呈现多道分布的冰碛垅(包括年轻冰碛垅和四个阶段的老冰碛垅),反映了冰川作用的演变过程。石冰川和泥石坡等冰缘地貌形态也广泛分布于此。其他重力地貌和流水地貌类型也比较齐全。这表明布拉特沟是一个典型的高山地貌,冰川与冰缘地貌广泛分布的区域。现有地貌形态在排列分布上呈现不对称状况,这主要是由于气候因素作用的结果。所有这些特征与乌鲁木齐河主谷的特征相似,冰川序列也与主谷平行。