巴颜喀拉块体地壳结构多样性探测

青藏高原内部地壳岩性的改造、岩性随深度变化及形变构造是探索研究地壳增厚、物质运动问题的关键.巴颜喀拉块体位于青藏高原中北部,地域广袤,通过对块体内中、东部不同区域的深地震广角反射/折射震相的综合分析,利用反射率理论地震图方法对不同性质震相走时及振幅特征进行细致的模拟计算,进一步研究巴颜喀拉块体内部不同区域地壳精细结构.结果显示：巴颜喀拉块体地壳厚度50~60 km、整体向西逐渐增厚,结晶地壳平均速度6.07~6.18 km·s-1、岩层速度大幅降低,壳内多强反射界面结构、但不同区域差异明显;东部若尔盖盆地地壳介质速度整体低速、壳幔边界较为清晰;中部玉树—玛多段下部地壳发现约6.8 km·s-1的"高速度"介质结构,壳幔边界不清、被改造为2~4 km厚的高速度梯度层,显示了巴颜喀拉块体内部地壳增厚、介质岩性结构被改造的差异性.地壳内部多组强反射、低视速度走时震相揭示了介质岩性的低速破碎、弱化蠕变以及可能的壳内解耦构造.局部地区下地壳的高视速度震相特征显示了青藏高原地壳改造增厚大背景下可能存在稳定的"原始地壳"结构残留或是与上地幔物质的浸入交流.巴颜喀拉块体内不同区域地壳增厚、岩性结构、结晶基底及壳幔边界性质被改造的多样性为深入认识青藏高原地壳形变及动力学过程带来新的启迪.     

巴颜喀拉块体东缘形变及九寨沟地震孕震环境数值分析

2017年8月8日四川发生九寨沟M7.0地震,是继2008年汶川M8.0地震后发生在巴颜喀拉块体东部的又一强震.现今GPS速度观测数据显示,2008年汶川地震前后的1999-2007年和2011-2016年两个时间段内巴颜喀拉块体东部地表速度场存在明显的差异.本文以实际GPS速度观测资料为约束,构建三维有限元地球动力学模型,分别计算分析了两个时段内震源区及周边现今地壳形变、弹性应变能和应力积累特征,进一步探讨汶川地震的发生对九寨沟地区变形及应力的影响.数值模拟结果显示,汶川地震之后（2011-2016年）巴颜喀拉块体东部的地壳形变、弹性应变能积累及应力积累速率均明显大于震前,增加量值达1.5~3倍;九寨沟地震发震断裂上库仑应力增长率在1999-2007年约为0.7 kPa·a^-1,2011-2016年间增至1.2 kPa·a^-1.上述结果表明,现今巴颜喀拉块体东部地壳应力积累过程有利于左旋走滑型九寨沟地震的发生,汶川地震的发生调整了区域应力状态,加速了九寨沟地震的孕育过程.

     

基于库仑应力变化分析巴颜喀拉地块东端的强震相互关系

本研究基于分层黏弹介质模型,考虑同震位错效应和震后黏滞松弛效应,分析巴颜喀拉地块东端1976年松潘地震序列、2008年汶川8.0级地震、2013年芦山7.0级地震和2017年九寨沟7.0级地震等多次大地震的可能存在的触发关系,计算大地震引起的周边各主要断裂的库仑应力变化.结果显示,1976年松潘地震序列各次地震间关系密切,存在明显的相继触发作用;综合考虑同震和震后效应,汶川8.0级地震对同属于龙门山断裂带的芦山7.0级地震有触发作用,且震后效应影响不可忽略;1976年地震序列,特别是1976年8月16日7.2级地震促进了2017年8月8日九寨沟7.0级地震的发生;汶川地震对九寨沟地震的影响研究中,采用不同的汶川地震同震位错模型,计算结果有差异.综合考虑多次大地震对周边断裂带的影响,龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带中南段、平武-青川断裂北段、灌县-安县断裂北段、文县断裂的累积库仑应力增加显著,巴颜喀拉地块东端的东昆仑断裂带东段、迭部-白龙江断裂带西段以及金沙江断裂带库仑应力亦有所增加.综合考虑各重要断裂带已有的大地震危险性分析结果和库仑应力变化计算结果,龙门山断裂带南段、鲜水河断裂带中南段、东昆仑断裂带玛沁-玛曲段和金沙江断裂带的发震紧迫性有所增强,需引起关注.

     

青藏高原巴颜喀拉地块构造形变特征的数值模拟

1997年以来发生在青藏高原主体的一系列强震均围绕巴颜喀拉地块周缘断裂带分布。在现今GPS观测的约束下,利用弹塑性平面应力有限元模型,模拟分析了巴颜喀拉地块在周缘断裂带控制下的构造形变特征。结果表明,弹性模型不能解释现今利用GPS观测到的巴颜喀拉地块的构造形变特征,当昆仑山断裂带中段和玉树—鲜水河断裂带处于塑性屈服状态（有较大相对滑动）时,计算得到的速度场与GPS的观测值吻合较好,表明该区现今的地壳运动主要被这2条断裂的变形所吸收。进一步的模拟分析发现,如果依据断裂带上强震的复发周期给定各个断裂带的相对塑性屈服强度,则在玉树—鲜水河断裂带和东昆仑断裂带中段进入塑性屈服之后,玛尔盖茶卡—若拉岗日断裂带玛尼段和黑石北湖断裂带会先后进入破裂滑动状态,东昆仑断裂带东段和龙门山断裂带南段最后进入屈服状态,指示巴颜喀拉地块的整体运动在周缘断裂带控制下具有分段性和分期性。     

白云鄂博矿床东矿段深部及白云向斜核部探矿的可行性探讨

白云鄂博东矿（铁矿石）已属于轻度危机矿山,解决白云鄂博东矿的资源接续问题已迫在眉睫。依据老地质资料和生产过程中的新发现,参考多位矿床成因研究专家的成果,笔者等认为在白云鄂博东矿体深部及白云向斜核部探矿是可行的。     

白云鄂博碳酸岩墙的稀土和微量元素地球化学及对其成因的启示

根据矿物组成白云鄂博矿区的碳酸岩岩可墙可分为白云石型、白云石－方解石共存型和方解石型三种类型。REE和微量元素地球化学表明，这三类碳酸岩岩墙为碳酸岩浆演化不同阶段的产物，白云石型和白云石－方解石共存型对应于早期岩浆阶段，其（La/Nd)n、(La/Yb)n比值随稀土总量的增加而增大，方解石型则对应于碳酸岩浆演化的晚期热液阶段，其稀土总量明显富集，但其（La/Nd)n、(La/Y)n和（La/Yb)n比值随稀土总量的增加却有减小的趋势，热液阶段也是白云鄂博稀土矿化的主要阶段。     

白云鄂博矿区磷灰石氧同位素研究

通过新建立的BiPO4转化法，笔者分析了白云鄂博矿区部分磷灰石的氧同位素组成，其变化范围为6．3‰～9．4‰，并通过与各种产状磷灰石及不同时代磷酸盐沉积的氧同位素对比、磷灰石形成温度的计算，以及磷灰石Sr－Pb同位素数据的分析，推断矿区磷灰石的形成可能与热水沉积作用有关。     

新疆北天山晚古生代洋盆演化与推覆构造

通过实地考察并综合区域及深部物探资料,研究了北天山逆冲推覆系统的构造样式、结构特征和组合方式;认为北天山晚古代洋盆为板内地壳扩张活动形成的裂陷构造产物,存在时限短暂、对生物群迁移基本没有阻隔作用,不应具有分隔岩石圈板块的大地构造意义。     

鲁北济阳坳陷沾化凹陷东部潜山的发育及油气成藏控制因素

通过对沾化凹陷东部主要断裂发育演化的特征和主要地震测线的平衡剖面、伸展率分析,对该地区潜山发育过程及其与盆地演化的关系进行了研究,并就潜山油气成藏的控制因素进行了分析.结果表明,沾化凹陷东部潜山发育可以划分为早-中三叠世、晚三叠世、早-中侏罗世的潜山发育前期,晚侏罗世-白垩纪的潜山发育期,古近纪的潜山改造、定型期和新近纪-第四纪的潜山成藏期,断裂活动是本区潜山形成演化的主控因素.沾化凹陷东部潜山油气成藏主要受控于该区中、新生代盆地的叠合关系,中生代凸起和古近纪凹陷的叠合部位是最有利的潜山油气成藏区,中生代凸起和古近纪凸起的叠合部位不利于潜山成藏,往往形成潜山披覆背斜油气藏.     

巴颜喀拉山西段二叠纪古海山的发现及意义

在巴颜喀拉盆地西段黄羊岭组中发现了一个长约3km、厚约1295m的玄武岩 碳酸盐岩的隆起建造,具有3个由玄武岩基底加碳酸盐岩盖层组成的双层剖面结构。隆起建造中海相沉积物由下至上从深海相渐变为浅海相,生物化石由浮游生物组合演变为浅海造礁生物组合。通过与现代海山的对比,证实巴颜喀拉西段发现的隆起建造属古海山堆积,根据化石的时代确定其为中二叠世的古海山,暗示巴颜喀拉盆地在中二叠世以前存在一个古大洋,其后古大洋逐渐俯冲消减,演化为残留洋盆地,这对巴颜喀拉盆地地质构造演化的研究和构造属性的厘定具有重要意义。