Active tectonics and erosional unloading at the eastern margin of the Tibetan Plateau

Introduction The eastern margin of the Tibetan Plateau, adjacent to the Sichuan Basin (Figure 1), has become a testing ground for a variety of models that contrast mechanisms of extrusion and crustal thickening associated with the India-Asia collision (Avouac and Tapponnier 1993, England and Houseman 1986),but that also address the extent to which the upper crust and upper mantle are coupled (Royden et al. 1997, Holt 2000). The margin is characterized by topographic relief of over 5 km an…     

Study on Holocene Paleoearthquakes in Xizhang Trench on the Jiaocheng Fault Zone,Shanxi Province

Xizhang trench is located 10 km northwest of Taiyuan city, Shanxi Province, in front of a NNW-trending scarp of 4.6m height on the northern segment of the Jiaocheng fault zone. The dimensions of the trench are 108m in length, 8m in width, and 10m in depth. There are 18 horizons revealed in the trench. The upper strata are sandy loam; the upper strata of the downthrown block of the fault are gravels, the lower ones are an interbed of brown loam and sandy loam. The strata on the upthrown block of the fault are sandy loam containing gravel. The trench shows 3 fault planes, and the upper offset point on the fault plane is 1.5m below the ground surface, the newest dislocated stratum is （3.74±0.06） ka BP. The trench reveals a lot of deformation traces, such as fault planes, dislocated strata, colluvial wedges and formation tilting. The relationship between strata and faults in the trench shows that 3 paleoearthquake events have occurred at the Jiaocheng fault zone since the Early Holocene, they are about （3.74±0.06）- （3.06±0.26）ka BP, （8.35±0.09）ka- （3.74±0.06）ka BP, and（ 10.66±0.85） - （8.35±0.09）ka BP. The average interval among the events is 2.6 - 3.6ka. The minimum coseismic vertical displacements of the 3 events are 3.0m, 2.5m and 3.2m, respectively. The significance of Xizhang trench is that the Jiaocheng fault used to be active thousands of years ago, though there is no M ≥ 7.0 earthquake recorded in historical documents. Evidence of new Jiaocheng fault zone activity during the Holocene is important for the earthquake safety assessment of Taiynan city in the future.     

冀北—辽西地区中—新元古界古油藏的油气来源及成藏特征

在全球诸多盆地发现的中—新元古界原生油气苗和商业性油气聚集,展示了这些古老沉积地层具有良好的勘探潜力和前景。基于冀北—辽西地区烃源岩与储层沥青中三环萜烷、四环萜烷、重排藿烷、13α(正烷基)-三环萜烷和甾烷等分子标志化合物对比研究,明确了双洞背斜铁岭组和兴隆1井雾迷山组沥青分别源自洪水庄组和高于庄组烃源岩;而韩1井骆驼岭组上、下段储层沥青表现出不同的烃类来源,分别源自高于庄组和洪水庄组烃源岩。冀北—辽西地区古老地层至少发生了3期油气充注,对应3类古油藏：第Ⅰ类古油藏源自高于庄组烃源岩,其成藏时间早,经历了长期深埋和次生改造,油藏的保存条件较差;第Ⅱ类古油藏为早期油藏破坏调整而形成的次生油藏,其成藏规模受到了较大制约;第Ⅲ类古油藏源自洪水庄组烃源岩,成藏时间晚,遭受构造破坏弱,有相对较好的成藏和保存条件,是研究区古老油气勘探的潜在目标。     

川滇黔接壤地区铅锌矿床成矿物质来源：方铅矿原位Pb同位素制约

位于扬子板块西南缘的川滇黔铅锌矿集区,是我国以碳酸盐岩为容矿岩石的铅锌矿产最为集中发育的区域,在我国铅锌成矿区/带中占有重要地位。尽管以往研究取得了丰硕的理论认识和找矿成果,但是对研究区铅锌矿床的成矿物质来源一直存有争议。以9个赋存于震旦系(乌斯河、赤普、银厂沟和茂租矿床)、泥盆系(火德红、毛坪和猫榨厂矿床)和石炭系(毛坪、会泽、亮岩和猫榨厂矿床)中的铅锌矿床为例,进行了较为系统的方铅矿原位Pb同位素地球化学综合研究。结果表明：(1)乌斯河、赤普、银厂沟、茂租、火德红、毛坪、猫榨厂、会泽、亮岩矿床原位Pb同位素组成的线性关系明显,其Pb-Pb等时线年龄约为2.5 Ga((2 574±30)Ma),暗示这些矿床的成矿物质来源相同,且太古代—古元古代结晶基底岩石是最可能的主要金属源区;(2)在赋矿地层时代上,Pb同位素组成由老(震旦系)至新(石炭系)逐渐增加;在赋矿层位空间上,Pb同位素组成由北(西)部的乌斯河、赤普矿床向南(东)部的猫榨厂、亮岩矿床逐渐增加;这些特征暗示其是同一成矿流体不同演化阶段的产物,且在区域尺度上来源或流经结晶基底岩石的成矿流体由深部向浅部、由北(西)向南(东)方向...     

华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示

目前对于华北克拉通东部晚中生代花岗质岩石的成因仍存在地幔柱、加厚/拆沉下地壳部分熔融、俯冲板片脱水导致地壳熔融等不同认识。辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石主要由二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩和石英正长岩组成,岩浆成因锆石U-Pb同位素定年结果显示岩浆活动主要发生于晚侏罗世(156Ma)、早白垩世早期(139Ma)、早白垩世中期(130～125Ma)。岩石地球化学测试分析结果显示岩石属于高钾钙碱性系列且具有富集K、Pb等大离子亲石元素而相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素等活动陆缘岩浆岩特点,表明辽西地区晚中生代岩浆活动的发生与俯冲作用有关。晚侏罗世-早白垩世早期(156～139Ma)花岗质岩石地球化学特征与I型花岗岩类似,同时具有富集的Hf同位素组成(εHf(t)=-22.70～-18.66)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=2387～2767Ma),其初始岩浆可能来源于古老中上地壳的部分熔融;形成于130Ma的花岗质岩石同样具有与I型花岗岩相类似的岩石地球化学特征,但其Hf同位素组成突变为亏损(εHf(t)=+3.64～+6.22、tDM1=537～969Ma),其初始岩浆起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融并混入少量亏损地幔物质组分;形成于125Ma的花岗质岩石为碱性A型花岗岩,岩石地球化学特征与其他岩石有所不同,具有负的εHf(t)值(-17.30～-11.56)和相对古老的Hf同位素二阶段年龄(tDM2=1917～2278Ma),初始岩浆可能起源于较为古老的中下地壳部分熔融并有幔源物质的参与。华北克拉通东部形成于160～139Ma的花岗质岩石具有I型、高钾钙碱性、与埃达克质岩石类似的高Sr/Y、低Y含量特征和富集的Hf同位素组成,而形成于130～120Ma的花岗质岩石具有A型、碱性、与典型岛弧岩浆岩类似的岩石地球化学特征和相对亏损的Hf同位素组成,同时晚中生代岩浆活动具有向洋年轻化的特点,表明华北克拉通东部156～139Ma期间可能受到古太平洋板块的持续俯冲作用,而139～130Ma古太平洋俯冲板片开始回撤,130～125Ma进入古太平洋俯冲板片持续回撤导致的强烈区域伸展作用阶段。古太平洋俯冲板片脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆,幔源岩浆不断底侵作用于古老/新生地壳使其发生部分熔融为花岗质岩石提供岩浆来源。     

华北克拉通阜平杂岩新太古代-古元古代多期地质事件及其构造性质

本文收集了阜平杂岩新太古代早期-古元古代晚期基底岩石的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、同位素地球化学和变质作用资料,以期对阜平杂岩早寒武纪演化历史进行初步总结.阜平新太古代早期~2.7 Ga片麻岩原岩为英云闪长岩,具有TTG质片麻岩的地球化学特征;其锆石ε_Hf（t）具有较高的正值（+5.44~+7.50）,单阶段模式年龄为2 745~2 824 Ma,表明新太古代早期为阜平杂岩强烈的地壳生长时期.新太古代晚期片麻岩的时代集中于2 543~2 484 Ma,主要岩石类型为英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）,同时区域内还存在二长花岗岩.TTG质片麻岩的ε_Nd（t）值为-1.64~+0.96,单阶段模式年龄为2.76~3.04 Ga;锆石ε_Hf（t）值为-1.9~+7.91,单阶段和两阶段模式年龄分别为2 546~2 888 Ma和2 548~3 119 Ma.这些TTG岩石主要为新太古代早期岩石的部分熔融,并有少量中太古代地壳物质参与.近于同期具有岛弧性质的辉长岩和变质作用暗示阜平杂岩新太古代晚期可能经历了俯冲和弧-陆或陆-陆碰撞.古元古代中期（2.1~2.0 Ga）阜平地区花岗质岩浆活动强烈.该阶段花岗岩具有A型花岗岩特征,与同期的火山-沉积岩系形成于华北克拉通古元古代中期伸展的陆内裂谷环境中.阜平杂岩中基性麻粒岩包体记录的变质作用时代为1.89~1.85 Ga,并具有顺时针演化的P-T轨迹,其代表了古元古代晚期裂谷闭合的陆内造山过程,表明华北最终克拉通化.      

集宁地区两类古元古代重熔花岗岩的锆石U-Pb年代学及岩石成因

学术界对集宁-凉城地区的古元古代重熔型花岗岩成因一直持有不同的解释,本文对集宁土贵乌拉-隆盛庄一带两类重熔花岗岩进行了同位素年代学及地球化学研究.锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学结果显示,斑状石榴紫苏二长花岗质片麻岩具有1 954 Ma的侵位年龄及1 827 Ma的变质年龄,变质淡色石榴二长花岗岩具有1 956 Ma的侵位年龄.岩石地球化学特征显示斑状石榴紫苏二长花岗质片麻岩低硅、高镁铁,具有Eu负异常及Sr的相对亏损;变质淡色石榴二长花岗岩富硅、贫铁镁,强烈亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,富集K和Rb、Ba等亲石元素.二者形成时代相同,可能源自幔源岩浆底侵造成的重熔,斑状石榴紫苏二长花岗质片麻岩源岩为孔兹岩系沉积岩,混合了一定比例的幔源物质组分并经过分离结晶过程;变质淡色石榴二长花岗岩源岩主要为孔兹岩系沉积岩,较少受到幔源组分的影响.      

青海共和盆地早全新世古风向重建及其对黄土物源的指示

青藏高原东北部地处黄土与沙漠的过渡地区,在冰期-间冰期旋回中受中纬西风与东亚季风环流的交替控制,曾发生大范围的沙漠进退,是黄土高原重要的潜在物源区。恢复该区地质历史时期的大气环流格局可为重建东亚地区的环境面貌、探讨黄土高原的物源区、检验东亚地区古气候模拟结果的有效性等方面提供重要依据。但目前对高原东北部的古大气环流特征却鲜有研究。青藏高原东北部保存有一系列的古沙丘,可为古大气环流的重建提供直接依据。本文选取青海共和盆地一处代表性新月形古沙丘开展光释光测年研究,并通过其平面形态和前积层产状恢复了当时的古风向。结果表明:共和盆地的风沙活动自早全新世以来开始显著减弱,此时近地面盛行与现今风向一致的西北风。前人的研究揭示出青藏高原东北部在冰期时很可能盛行西风,并存在广泛的荒漠化,因而很可能是黄土高原冰期时重要的物源区之一。而本研究指示,该区的盛行风向在早全新世以来转变为西北风,且荒漠范围显著退缩,导致其全新世不再是黄土高原的物源区。青藏高原东北部的盛行风向和荒漠范围在冰期-间冰期旋回中的这种变化,为理解黄土高原的粉尘物源在空间和冰期-间冰期旋回上的变化提供了依据。     

四川雅安地区古冲积扇主量元素特征及其意义

第四系是与人类生活关系密切的地层,山区地带的第四系主要由河流沉积物组成,这些沉积物的表面风化程度具有重要的环境意义。四川省雅安市地区发育了中更新统砾石层构成的古冲积扇名邛冲积扇和丹思冲积扇,现今废弃于岷江与青衣江之间,遭受了不同程度的侵蚀风化。对两个冲积扇不同位置采集样品,尝试利用主量元素分析冲积扇的风化程度。经过实验发现,主量元素分析可以很好地应用于第四系的测试,砾石间填充的基质砂能够合理反映沉积物经历的风化过程。实验结果表明,沉积物主量元素中长石矿物元素Ca、Na大量流失,而稳定矿物元素Si、Ti等偏高,说明冲积扇经历了长期的风化淋溶作用。A-CN-K图解体现出冲积扇经历了早期的斜长石风化,已经进入以钾长石和伊利石风化为标志的中期阶段。Pettijohn图解表明名邛冲积扇样品含有更多的石英砂岩,沉积物的成熟度较高。这些指标说明名邛冲积扇相比丹思冲积扇经历了更强的风化作用。结合冲积扇的年龄发现,风化速度随年龄的增长呈现减速的特征,体现了风化作用的阶段性.     

秦岭北麓古滑坡分布特征与地震活动关系研究

地震滑坡是严重的次生地质灾害,也是改变地球表层地貌形态的重要力量,对地震诱发滑坡的规模、数量、类型等研究是地震危险性评价的重要手段,也是认识地震地质灾害的主要方法和途径。位于西安市以南的秦岭山脉北麓中段发育有一条长约50 km的古滑坡群,且基本与山前秦岭北缘断裂带平行展布,普遍认为该古滑坡群可能是由于秦岭北缘断裂的强震活动所诱发,但对于诱发地震的震级大小和影响范围尚没有细致研究。本文通过利用资源3号卫星立体影像制作的高分辨率数值高程模型(DEM)和高分辨率多光谱遥感影像对秦岭北麓古滑坡区域进行了详细的解译工作,并结合对部分古滑坡体进行了野外调查,制作了详细秦岭北麓古滑坡分布图。结果表明:解译出了43处古滑坡,主要集中分布在70 km×10 km的范围内,总滑坡面积是16.57 km2。通过利用地震震级与滑坡面积频度分布的关系分析了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震规模,得到了诱发秦岭北麓古滑坡群的地震震级应在7.6~8.1之间。并结合区域地震构造环境以及与现代地震诱发滑坡事件的对比,认为秦岭北麓具有发生7.5级以上地震的潜在能力。该研究对认识现今秦岭北麓古滑坡的成因提供了定量化的数据支持,也对理解秦岭北缘断裂的地震危险性具有重要的现实意义。