南海大陆边缘动力学:科学实验与研究进展

国家重点基础研究发展计划(973)项目(2007CB411700)首次在南海南部大陆边缘及西南次海盆开展长排列大震源多道地震、海底地震仪(OBS)折射/反射地震等的综合地球物理探测,结合地质构造、地球化学、动力模拟等的综合研究,形成如下重要认识:南海海盆新生代发生了早、晚两期海底扩张.早期扩张发生于33.5~25 Ma,经过1.5 Ma的调整,晚期扩张发生于23.5~15.5 Ma.早晚两期扩张均为由东向西传播的渐进式扩张,构造上具有南北分块、东西分带的特点.南海新生代南、北陆缘沉积盆地从断陷到坳陷的构造转型时间存在差异,并分别与海盆晚期扩张和早期扩张的结束时间相对应.南海新生代陆缘张裂变形具有随深度变化的特点,海盆的洋壳深部和上地幔顶部存在磁化现象,地幔没有明显的速度异常.南北大陆边缘均属非火山型大陆边缘,虽然北部陆缘东段存在下地壳高速层,但没有发现向海反射层,而共轭对比应沿NW-SE向进行.南海新生代南北陆缘沉积盆地形成演化存在系统差异,总体上"外油内气"呈环带分布,南部陆缘盆地具有更优的油气成藏地质条件.南海中生代南北陆缘均为华南块体的一个部分,受到古特提斯和古太平洋构造域的联合控制.     

阿尔金断裂带东段地表破裂分段研究

对活动断层进行正确的分段有助于我们对地震造成断层的发生、发展过程有一个正确的认识。阿尔金断裂带是青藏高原北部的巨型左旋走滑断裂带 ,将青藏高原和塔里木盆地两大构造单元截然分开。通过对阿尔金断裂带东部青崖子—宽滩山的Spot数字化卫星影像资料进行详细的分析 ,结合研究区内的断错地貌和前人的古地震研究成果 ,对阿尔金断裂带东段进行了地表破裂性分段。将阿尔金断裂带东段青崖子—宽滩山分为 3段 :青崖子—芦草湾为阿克塞破裂段 ;芦草湾—北祁连山逆断裂为疏勒河破裂段 ;北祁连山逆断裂—宽滩山为宽滩山破裂段。其中阿克塞破裂段的最后破裂时间晚于 (5 2 4± 0 4 0 )kaB .P .,疏勒河破裂段最后破裂时间早于 (6 97± 0 5 3)kaB .P .,而宽滩山段的最后破裂时间估计晚于 5kaB     

藏北羌塘中部冈塘错花岗岩体中环带条纹钾长石巨斑晶的特征

冈塘错花岗岩体是分布于西藏双湖角木日地区的一套晚三叠世酸性侵入岩。于2008年1∶5万区域地质调查填图中首次发现该岩体中的中粗粒巨斑状含黑云母二长花岗岩中的巨斑晶为环带条纹钾长石。主要描述了该岩体中环带条纹钾长石巨斑晶的矿物学、岩石学特征,利用电子探针详细分析了环带条纹钾长石巨斑晶从核部到边缘的成分变化特征,运用二长石温度计简单地计算了斑晶的结晶温度。根据斑晶的化学成分变化特征和结晶温度,结合岩体的岩石学、地质学特征,初步确定该岩体为岩浆混合作用的产物。     

西藏洞中拉铅锌矿床成因探讨

洞中拉铅锌矿床是冈底斯中东段念青唐古拉中生代岛链隆起带,及色日绒-巴嘎弧内裂谷带中重要矿床.初步总结了矿床形成机制,认为矿化得益于多期多阶段岩浆活动,晚燕山早期中酸性岩体上侵贯入与碳酸盐岩接触交代形成早期矽卡岩.经多次构造改造,矿区岩浆岩、地层发生大规模构造变形,形成近SE向的"M"型同斜倒转褶皱.后期热液沿褶皱轴面劈理贯入,在裂隙及转折端虚脱部位富集成矿,矿区碳质板岩起到很好屏蔽效应.洞中拉矿床为典型矽卡岩型铅锌矿床,提出新的成矿模式,认为矿区找矿重点在矿区中东段.     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

金刚石钻头非正常磨损和破坏形态的分析

金刚石钻头非正常磨损的形式主要有钻头底唇拉槽、底唇抛光、偏磨、胎体快速磨损等,破坏的原因较复杂,不但与钻头的加工制造工艺有关,还与粘结材料的选用、金刚石品级、唇面形状、胎体与被钻切介质的匹配性能有关。对以上问题进行分析并找出了钻头非正常磨损产生的原因和破坏形态,提出了解决方法和措施。     

基于InSAR技术的2016年11月25日西昆仑Mw6.6地震构造变形研究

采用基于Sentinel 1 SAR数据的InSAR技术,对2016年11月25日西昆仑Mw66地震从两个角度进行了变形观测,结合构造背景的约束,计算得到了厘米级精度的同震三维变形场,并通过与震源机制解和地表破裂的对比验证了准确性。InSAR变形场为该区同震变形和长期构造活动提供了新的认识：①同震变形特征差异显示发震断裂沿西昆仑山南麓展布,走向104°,长度70 km,倾向SSE,运动性质为正断滑脱为主兼右旋走滑;②同震变形分布范围为100 km长×60 km宽椭圆形区域,呈现多中心、多方向变形,上盘以下沉为主,最大下沉量10~15 cm,水平变形2~6 cm,下盘水平运动占主导,滑动量8~14 cm为主,垂直变形仅-3~1 cm,上下盘整体的垂直变形呈现张压四象限特征,符合走滑剪切作用的结果;③地震同震变形具有弹性回跳为主导的变形模式,地区的总体隆升和向北楔入是在长期的区域构造应力场驱动下形成,而局部的特征构造地貌,如断陷盆地和地表破裂,则是同震快速弹性回跳作用的结果;④帕米尔高原东北缘长期隆升和本次地震以正断滑脱为主的构造变形现象印证了木吉盆地（也就是公格尔拉张系）的“同造山拉张”成因模型,而不是喀喇昆仑断裂活动NW向延伸作用的结果。     

基于移动三维激光扫描技术的隧道管片错台检测

地铁隧道管片错台检测是保证地铁安全运营的重要工作,传统错台检测主要依赖人工巡检,由于天窗期短、隧道结构复杂,存在效率低、易漏检、成果难以量化等缺点。本文提出了一种基于移动三维激光扫描技术的错台检测方法,通过对点云数据生成的正射影像图进行环缝识别,提取环缝两侧断面,采用RANSAC-LSM方法对断面点云进行去噪、拟合,再将两侧断面套合即可分析管片错台情况。最后以杭州地铁某区间为例进行错台检测,并选取72处错台成果进行人工复核。结果表明：基于移动三维激光扫描技术进行错台检测,整体精度在±3 mm以内,能够满足盾构隧道管片错台检测要求,在地铁隧道安全检测中具有较好的应用前景。     

江山-广丰地区早白垩世晚期玄武岩的岩石地球化学及其构造意义

江山-广丰地区所在的信江红色盆地与金衢红色盆地同属于NEE向赣杭断陷盆地带的组成部分.赣杭构造带自早白垩世晚期开始强烈拉张,红色盆地形成.红层下部夹有层状玄武岩,全岩K-Ar年龄为98～105 Ma,属早白垩世晚期.岩石地球化学特征表明研究区有两类玄武岩:江山陈塘坞一带的拉斑玄武岩,礼贤、广丰一带的碱性橄榄玄武岩.Nd、Sr同位素组成分析显示,拉斑玄武岩类(87Sr/86Sr)i值为0.705 4～0.707 0,εNd(t)值为1.69～0.70(接近于0),表明源区为基本未受壳源物质混染的原始地幔,在弧后陆缘环境下快速拉张而上升,呈熔岩被形式分布于信江盆地东部;碱性橄榄玄武岩(87Sr/86Sr)i值为0.707 6～0.708 0,而εNd(t)值偏低(-6.43～-5.18),表明来源于已受壳源物质混染的富集地幔,在拉张加剧、裂陷加深的构造背景下喷发,相对集中分布于盆地中部,范围小于拉斑玄武岩.二者的差别主要是地幔源区受到不均匀混染所致.研究表明,早白垩世晚期至晚白垩世期间,太平洋板块俯冲的角度由缓变陡以及向东南方向的后退作用,对弧后陆缘的快速拉张并形成赣杭带红色断陷盆地及其玄武岩起着关键性作用.     

西天山阿吾拉勒西段早二叠世粗安岩年代学和地球化学特征

阿吾拉勒构造岩浆带(ATMB)是西天山重要的Fe-Cu多金属矿带,尤其阿吾拉勒西段多见Cu矿床/矿点,但对该地区二叠纪的地球动力学背景和成矿环境的认识还存在分歧。本文在阿吾拉勒西段群吉萨依地区乌郎组火山岩的下部发现了中高钾钙碱性粗安岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示该粗安岩的206Pb/238U加权平均年龄为300±11 Ma。群吉萨依粗安岩富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE,如Rb、Ba、K),重稀土元素(HREE)配分平坦,具有Nb、Ta、Ti的强烈亏损,同时Nd同位素相对亏损,εNd(t)=+4. 5～+4. 9,Nd同位素模式年龄(tDM)为808～765 Ma,具有受俯冲流体交代的地幔岩浆源区特征。群吉萨依粗安岩与中亚造山带北部出露的大量花岗岩具有相似的较为年轻的tDM年龄,与研究区内酸性岩具有相似的同位素地球化学特征,岩浆很可能来源于新生玄武质下地壳的部分熔融。西天山在早二叠世已经进入后碰撞演化阶段,很可能在北天山洋岩石圈南向俯冲的地球动力学背景下,俯冲板片尾部发生断离,软流圈上涌,触发新生玄武质下地壳发生部分熔融,引发具有岛弧特征的高钾钙碱性粗安岩岩浆的喷发,从而形成群吉萨依粗安岩,其为造山过程演化到最后阶段的标志,此时构造体制也相应地由俯冲挤压转换为伸展拉张背景。