安徽地区跨断层流动水准测量与区域地震关系研究

收集安徽地区沿郯庐断裂带及“霍山窗”布设的6个场地流动水准测量近30 a的观测资料,应用“形变速率累加分析”法进行处理,研究异常时段与周边地震的关系,分析相同时段所有场地形变速率累加整体特征。结果表明：1）形变速率累加分析能够有效提取每条测线超过2倍标准差的数据,同时速率较小的趋势性变化可得到压制。2）形变速率累加分析在提取形变速率时,原始数据的转折变化也能得到一定程度保留,曲线转折时期形变速率累加出现的频次明显增多。3）连续的形变速率累加时段映震效果较好,但并不能一一对应,需结合测线进行具体分析。4）研究区各测线形变速率累加在不同时段出现的频次不同,说明断裂活动均具有一定的分时特征,分时活动整体上具有群体性特点。5）当该区域跨断层水准资料的形变速率累加出现较为密集的群体性变化时,华东地区发生MS5.0左右地震的可能性会增大。     

舒兰韧性剪切带应变分析及石英动态重结晶颗粒分形特征与流变参数估算

舒兰北东向韧性剪切带位于佳木斯-伊通断裂带(佳-伊断裂带)中南段, 剪切带内糜棱岩具有明显左行走滑特征, 片麻理产状近NNE向.糜棱岩中长石有限应变Flinn图解判别岩石类型为L-S型构造岩, 属拉长型应变.石英C轴EBSD组构分析表明, 石英组构以中低温菱面为主, 滑移系为{0001} < 110>.剪切带内糜棱岩的剪应变为0.44, 不同方法计算所得运动学涡度值均大于0.95, 指示剪切变形以简单剪切为主.综合矿物变形温度计、石英C轴EBSD组构、石英的粒度-频数图及Kruhl温度计综合估计该韧性剪切带变形机制以位错蠕变机制为主, 变质相为低绿片岩相, 发生韧性变形和糜棱岩化温度范围在400~500 ℃之间.糜棱岩内石英动态重结晶新晶粒边界普遍具有锯齿状或港湾状结构, 利用分形方法对其重结晶新晶边界研究表明, 这些晶粒边界具有自相似性, 表现出分形特征, 分形维数值为1.195~1.220.根据石英重结晶粒径估算差应力值为24.35~27.59 MPa, 代表了舒兰韧性剪切带糜棱岩化作用过程的差异应力下限.使用不同实验方法估算、比较和分析了该剪切带古应变速率, 认为该速率应为10-12.00~10-13.18 s-1, 与区域性应变速率10-13.00~10-15.00 s-1对比, 说明舒兰韧性剪切带的应变速率与世界上大多数韧性剪切带中的糜棱岩应变速率一致, 是缓慢变形的结果, 其形成可能与早白垩世伊泽纳崎板块向欧亚大陆俯冲发生转向有关.      

阿尔金盆地群构造类型与演化

阿尔金走滑断裂带主要由阿尔金主干断层与几条近于平行的左行走滑断层和斜交断层组成,其空间分布规律可用左行走滑简单剪切模型解释。     

郯庐断裂带中段地震活动性与深部地壳电性结构关系的探讨

郯庐断裂带(郯城—庐江断裂带)中段地震活动强度大、频率高,是中国东部一条重要的地震活动带。强震沿该断裂带中段局部发生,弱震不均匀分布,一些部位为无震区。本文利用5条大地电磁测深剖面,对该断裂带中段地震孕育的深部背景进行了对比分析。结果表明,该断裂带切穿整个地壳,地壳电性结构显著不均一,但普遍出现陡立的低阻带与高阻带相间排列的现象,从而成为强烈的新构造活动带。该断裂带上3处≥Ms7级强震的地壳电性结构实例显示,带内上地壳中、下部出现刚性高阻层连接旁侧或两侧刚性高阻体时才会出现大的应力积累,从而成为强震发生必要的深部结构条件。而该断裂带弱震区显示全地壳尺度陡立软弱低阻带与刚性高阻带相间排列现象,其中的高阻带内只能积累有限应力而诱发弱震。该断裂带无震区上地壳出现了巨厚的异常软弱低阻层,成为极易蠕滑带,旁侧的刚性高阻体完全无法积累应力而诱发地震。上述实际对比分析表明,大型活动断裂带内上地壳的电性结构和流变学与地震活动性密切关联。     

瑞典爱斯泼硬岩实验场地应力研究

爱斯泼 (A..sp o..)硬岩实验场 (HRL)是瑞典拟建的永久储放核废料的场地。实测地应力结果表明, 应力的大小和方位变化较为复杂。通过初步分析认为, 场地附近地应力的变化与断裂构造的发育有关。应用离散元方法, 分别选择平面模型和剖面模型模拟了应力场。模拟结果表明, 地应力的量值和方位在断裂附近均发生明显变化, 且与实测结果较吻合。主应力在断裂附近发生不同程度的偏转, 偏转的幅度与断裂走向和区域应力方向之间的夹角有关。应力的量值在断裂附近也有明显变化。在剖面模型中, 较缓倾角断裂模型的模拟结果最接近实测结果。文中还探讨了断裂带法向刚度和切向刚度的计算方法。     

郯庐断裂带庐江段长岗A型花岗岩锆石U-Pb定年、岩石成因及其意义

郯庐断裂带庐江段长岗岩体主要由正长花岗斑岩组成。锆石U-Pb定年获得的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为120±2Ma。样品富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如Th、U、K、Pb),亏损重稀土元素和高场强元素(如Nb、Ta、Ti),并具有A型花岗岩的典型特征,如高Fe OT/Mg O、K_2O/Na_2O比值和高的稀土、Zr、Nb含量。长岗A型花岗岩的Sr/Y、La/Yb和Eu/Eu*明显低于郯庐南段埃达克岩,这表明A型花岗岩和郯庐南段埃达克岩岩浆起源深度存在明显差异。A型花岗岩具有高的锆石Ti温度(748~811℃)和低的锆石Ce~(4+)/Ce~(3+)值,这与郯庐南段埃达克岩相一致,暗示A型花岗岩岩浆具有高温和低氧逸度。A型花岗岩具有富集的Sr-Nd同位素组成,类似于大别造山带早白垩世低镁埃达克岩和正常花岗岩,不同于郯庐南段埃达克岩。A型花岗岩锆石δ~(18)O值变化于5.72‰~6.24‰,其ε_(Hf)(t)值(-19.5~-16.9)高于郯庐南段埃达克岩和北大别低镁埃达克岩。本文认为长岗A型花岗岩源自扬子克拉通古元古代中下地壳(t_(DM2)(Hf)=2417~2248Ma),在斜长石稳定且无石榴子石区域(40km)部分熔融形成的。在120Ma之前,作为郯庐南段埃达克岩主要源区的含石榴子石的中-新太古代加厚下地壳(40~50km)已经移除。     

中国西部壳幔结构与动力学过程及其对资源环境的制约:"羚羊计划"研究进展

为系统、深入地研究中国西部盆(盆地)、山(山脉)、原(高原)的壳幔结构与深部动力学过程,2003年我们提出并领导实施了“羚羊计划”(ANTILOPE-Array Network of Tibetan International Lithospheric Observation and Probe Experiments),在青藏高原先后完成了羚羊-I(ANTILOPE-I)到羚羊-IV(ANTILOPE-IV)4条二维宽频带台阵剖面,而在青藏高原东西构造结则实施了羚羊-V和羚羊-VI两个三维宽频带台阵探测。另外,我们将前期在准噶尔盆地、天山造山带、塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地开展的九条综合地球物理观测剖面也纳入羚羊计划的总体框架中来。 通过“羚羊计划”的实施,我们在中国西部(包括西北部的环青藏高原盆山体系以及西南部的青藏高原)取得了大量的、高质量的、综合的第一手观测数据,获得了中国西部盆、山、原精细的壳幔结构,系统地揭示了中国西部盆山原的深部地球动力学过程。主要结论总结如下:确定了准噶尔盆地基底的结构与属性,优化了盆地的基底构造格架;建立了天山造山带“层间插入削减”新的陆内造山模式,揭示了印欧碰撞在天山岩石圈缩短44%的去向以及由洋-陆俯冲到陆-陆碰撞俯冲的转换机制;揭示了塔里木盆地、阿尔金造山带和柴达木盆地的盆山接触关系;获得了塔里木盆地顺时针旋转的深部几何学、运动学和动力学证据;确定了青藏高原之下印度板块与欧亚板块的碰撞边界;发现目前的青藏高原由南部的印度板块、北部的欧亚板块和夹持于二者之间的巨型破碎区——西藏“板块”构成,首次确定了各自的岩石圈底边界;修正了高原变形的两个端员模型;建立了深部构造对地表地形的制约关系;系统地揭示了印度板块沿喜马拉雅造山带俯冲的水平距离与俯冲角度的变化规律与控制因素。 “羚羊计划”以其巨大的观测网络与综合地球物理探测技术,采用地球物理学、地质学、地球化学等不同学科相结合的分析方法,揭示了印度板块俯冲、西藏巨型破碎区发育、塔里木板块顺时针旋转、西部水汽通道提前关闭、中国西北部干旱、沙漠化提前这一深部结构、动力学过程及其对地表地形、油气资源和环境变化的制约关系,推动了青藏高原地球系统科学理论的发展。     

郯庐断裂两盘走滑错移构造复位的地层新依据

郯庐断裂被认为是大型左行走滑断裂带以来,经多年研究已成为研究程度相当高的构造带。因其两盘构造复位依据粗略,长期存在争议。对断裂两盘构造复位所提出的地层新依据,来自怀远运动推进方向的独特性,现已查明,它是一次由南向北逐次推进的翘板式差异性抬升,三山子组南北向巨型白云质地层穿时体,实为该运动推进全程的完整沉积记录。三山子组底界南部从张夏组顶面→中部从寒武系顶面→北部从亮甲山组顶面依次有序升高,从而在张夏组与下马家沟组之间的不同时期地层,出现了毗邻不同岩相带南北相间,同一岩相带东西延伸的现象。经地层与岩相特征的对比分析,郯庐断裂两盘间,大连与莒县—新泰、白山—本溪与唐山原分别为东西一线2个时期不同深水槽盆的中心带。这2个构造复位的地层标志层层位准确,厚度不大且特征鲜明。据其复位断层两盘经向(南北)错距,南部(大别山-苏鲁超高压变质带)500km,据地层依据的错距中部440km,北部210~310km,表明断层东盘盘内有南小北大的推覆缩距。     

西藏改则县物玛乡北部晚侏罗世吐卡日组珊瑚动物群的发现及其地质意义

西藏改则物玛地区发现了约33属47种及未定种的晚侏罗世珊瑚化石.珊瑚化石指示其所在的地层并非是原来认为的早二叠世下拉组,而是晚侏罗世牛津期-基末里期的吐卡日组.基于对改则物玛北剖面的研究,在吐卡日组之下新建了晚侏罗世萨泼直不勒组.进而将斑公湖一怒江地层区西段的上体罗统自下而上划分为萨波直不勒组、吐卡日组和沙木罗组.改则...     

龙门山造山带早期断裂活动的古地震制约——来自汶川科钻(WFSD)岩心的证据

强地震是断裂活动的表现形式,可以诱发地表沉积层序顶部未固结的软沉积物发生变形,形成新的变形层(即震积岩***)。因此,在连续沉积剖面中赋存的多层震积岩应是断裂活动的直接证据。川西前陆盆地中的软沉积物变形记载了龙门山断裂带的活动信息,对认识龙门山造山带演化历史具有重要意义。本文通过"汶川地震断裂带科学钻探"一号孔(WFSD-1)和三号孔(WFSD-3)连续岩心剖面的岩性分析和构造研究,识别出11段不同深度的液化角砾岩层,它们是地震触发成因的软沉积物变形岩层。11个液化角砾岩段厚度从~20m至102m不等,分布在晚三叠世须家河组二-五段。这些液化角砾岩层记录了龙门山前陆盆地形成过程中晚三叠世断裂活动特征及趋势。这些厚度不等的震积岩粗略指示约2~20万年的地震活动长周期(地震幕),以及约4至70万年的间震期(地震幕的间隔时间),反映了龙门山断裂早期脉动式(幕式)活动特征。从不同段液化角砾岩层分布间隔规律来看,地震活跃期间隔(即间震期)越来越短,显示龙门山造山带断裂活动越来越强的趋势。结合前人地表软沉积物变形研究,我们认为龙门山造山带在晚三叠世经历了多期次的正断-逆冲活动的造山作用(至少经历14个地震活跃期),形成龙门山雏形及前陆盆地。