历史-因果论大地构造学刍议

随着大地构造学的不断发展,出现过的理论很多.它们此起彼落.更替频繁.究其原因.要从高层次来分析. 地质学史上.关于地质学的研究目的,一向存在两种不同的看法.一种认为主要在于对地球历史的重建.并把研究重点放在追索地质事件的时间序列上,可称为历史论地质学.另一种则认为主要在于对地球变革的理解.并把重点放在探究支配地球变化的一般规律.可称因果论地质学.作为地质学中涉及地球科学许多根本性问题的大地构造学,这种分岐自然尤为突出.并形成了历史论大地构造学和因果论大地构造学. 在历史论大地构造学的理论中.最流行的为地槽地台理论.它主要研究地壳演化的阶段划分.构造单元的出现顺序和历史生因关系.在因果论大地构造学的理论中.著名的有地质力学和板块理论,前者主要探究诸种构造的力学性质和成因.以及构造体系的划分.后者则主要探索岩石圈块体的移动和互相间的力学关系.以及移动的力源机制.由于历史论和因果论各有其主要的研究对象和研究方法,因而各有其自己方面的优点和长处,而且两方面都是解决地球构造问题所需要的.都具有重大的意义和作用。缺一不可.另一方面,由于各自的主要研究目的和研究对象的要求.来不及重视另一方面的优点和长处.遂致两方面都难以适应全面地解决地球构造多方面问题的要求.如果把它们两方的研究目的兼顾,统一研究;并把两方研究方法和长处结合起来,融为一体,就会互相补益、相辅相成,能够比较全面地研究地球构造及其所成矿产的时间空间分布规律.更有成效地指导找矿。作者设想的这样一门综合性大地构造学.叫做“历史-因果论大地构造学”. 体现把历史论同因果论大地构造学两方研究对象结合起来.融为一体的研究思路和途径.主要是建立一个把岩石圈演化与运动统一研究的综合性的构造概念.叫做“壳体”.壳体的定义是这样:“地球硬壳(相当于岩石圈)在其形成和发展过程中.可能先后不一地出现于不同地域,在诞生、成长、运动、变化和发展等方面分异进行;既在演化又在运动(包括移动)的时空综合的全球性基本构造单元。”它们在形式一表现为岩石圈的既不断发展又变化位置的块体.各有其自身的诞生时代,成长方式和发展历程,演化阶段和成熟度.物质组成及地壳性质.垂向及平向结构.构造单元组成,面积、厚度、形状及其变化,整体及体内运动,地球物理、地球化学、生物演化、成矿演化及其时空规律等方面的特点。不同壳体可由不同数目(或)不同性质类别的大地构造体制的构造区组成. 历史因果论大地构造学的研究指导思想和研究方法,主要包括下列几点:(1)发展观点同联系观点结合:(2)时间观念同三维空间观念结合;(3)水平运动同垂直运动并重:(4)壳体的整体运动同体内运动并重;(5)构造层划分与构造系划分结合;(6)洋壳同陆壳兼顾;(7)远古与近代并重;(8)全球与地区兼顾;(9)岩石圈演化与运动并重.     

西秦岭北缘断层的多期变形演化及其构造动力学意义

西秦岭北缘断层是青藏高原东北缘新生代盆地与西秦岭地块之间的边界断层,其构造变形的几何学—运动学特征和变形历史等研究对于重建青藏高原东北缘新生代以来的构造变形时空动力学过程,限定新生代盆地构造属性,揭示印度板块—欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应和青藏高原东北缘隆升等重大科学问题具有重要地质约束.本文通过对西秦岭北缘新生代盆...     

华南地块雪峰山中生代板内造山带构造样式及其形成机制

华南大地构造核心问题之一是江南—雪峰山造山带的属性。在前人工作基础上,对横切雪峰山造山带的地质剖面进行了详细的区域地质、构造变形和部分重点区段地震反射剖面深部构造解释,划分出5个大地构造单元:(1)湘中复合逆冲构造带。该带位处雪峰山造山带东部,以龙山复合构造穹隆等为代表,是近EW向加里东造山带与NE向燕山造山带复合叠加的结果;其中燕山期构造样式总体为倾向SE逆冲断层控制的尖棱背斜构造。(2)雪峰山厚皮逆冲构造带。该带西以大庸逆冲断裂为界,带内板溪群浅变质褶皱基底大面积出露,总体发育指向NW的断层-褶皱组合。断坪-断坡式逆冲断层从板溪群内部薄弱层发育,向浅部产状明显变陡,并导致新元古界板溪群逆冲于古生界之上,控制了沅麻等中生代盆地的形成,沿断坡形成紧闭背斜和沿断坪形成宽缓向斜;表明其为典型的断层相关褶皱。断层褶皱组合与地表剥蚀共同作用,形成飞来峰和构造窗。(3)以梵净山构造穹隆为代表的梵净山—走马构造穹隆带。该带呈NE向长垣状,核部出露新元古界下部梵净山群。断坪-断坡式逆冲断层深切梵净山群,在断层上盘形成不对称箱状背斜。因此总体为典型的厚皮逆冲作用下的断层相关褶皱。(4)隔槽式逆冲构造带。此带主要发育一系列轴向NE的箱状背斜和尖棱向斜。箱状背斜核部为寒武系,向深部卷入震旦系—板溪群,形成基底卷入的断层-褶皱组合,其浅部形成叠瓦状逆冲断层-褶皱组合,从而构成主动双重逆冲构造。(5)华蓥山断裂与齐岳山断裂间的隔档式薄皮构造带。带内以发育尖棱背斜和箱状向斜为特征,是倾向SE断坪-断坡控制下的断展褶皱组合。上述5个构造单元变形区域卷入了上三叠统—下侏罗统,但为上白垩统角度不整合覆盖,表明变形时间为中生代中晚期,并且有从SE向NW渐次变新的趋势。将各构造单元及不同构造层次构造组合联系起来,建立起以断层相关褶皱为基本构造样式,从SE向NW,从深部向浅部发展的雪峰山中生代板内造山带的递进演化运动学新模式。     

大别山-苏鲁碰撞造山带构造几何学、运动学和岩石变形分析

按照构造几何学特点和运动学特征我们把大别山-苏鲁造山带的分为三个构造单元:南部,中部和北部。造山带南部为一套构造堆叠体系;中部为一个混合岩穹窿,浅变质的砂岩、板岩和片岩构成了大别山-苏鲁造山带的北部构造单元。造山带南部的构造堆叠体系主要由前陆褶皱带构成:未变质的新元古代-早三叠世的沉积地层;由“宿松群”北部和苏北地区的“海州群”构成的高压变质岩石单元及含柯石英和金刚石的超高压变质岩石单元。造山带中部的混合岩穹隆由大别山地区的罗田穹隆和苏鲁地区的莱西-栖霞穹隆构成。同样大别山北部的浅变质“佛子岭-卢镇关群”和胶东地区浅变质的“蓬莱群”构成了造山带北部的构造堆叠体系。同时大别山和苏鲁两个构造地体均经历了相似的多期构造变形:沿 NW-SE 向矿物拉伸线理发育的上部指北的剪切变形代表着造山带主变形期的变形;早期向南逆冲的韧性剪切变形和沿中部混合岩穹隆边缘发育的重力滑脱变形体系,后者代表了混合岩穹隆形成时的垂向缩短作用。正是由于构造几何学和多期变形的可对比性决定了这两个变质地体具有相同的地球动力学背景。     

Mean Structure of Tropical Cyclones Making Landfall in Mainland China

The mean kinematic and thermodynamic structures of tropical cyclones （TCs） making landfall in main-land China are examined by using sounding data from 1998 to 2009. It is found that TC landfall is usually accompanied with a decrease in low-level wind speed, an expansion of the radius of strong wind, weakening of the upper-level warm core, and drying of the mid-tropospheric air. On average, the warm core of the TCs dissipates 24 h after landfall. The height of the maximum low-level wind and the base of the stable layer both increase with the increased distance to the TC center;however, the former is always higher than the latter. In particular, an asymmetric structure of the TC after landfall is found. The kinematic and thermodynamic structures across various areas of TC circulation diff er, especially over the left-front and right-rear quadrants （relative to the direction of TC motion）. In the left-front quadrant, strong winds locate at a smaller radius, the upper-level temperature is warmer with the warm core extending into a deep layer, while the wet air occupies a shallow layer. In the right-rear quadrant, strong wind and wet air dwell in an area that is broader and deeper, and the warmest air is situated farther away from the TC center.     

从江翁浪金矿中的构造变形特征研究

从江翁浪金矿是一个受构造控制明显的金矿床,金矿主要富集在受顺层剪切控制的强变形带内。本文通过对翁浪金矿控矿构造中变形岩石的宏观和微观变形特征分析,得出研究区顺层剪切带的运动学特征为逆冲型剪切,控制金矿产出的强变形带以韧性变形为主的认识。     

鄂尔多斯盆地周边断裂运动学分析与晚中生代构造应力体制转换

基于对鄂尔多斯盆地西南缘构造带、中央断裂、东缘边界带和东北部地区的断裂几何特征、运动学及其活动期次的野外观察和测量,并根据断层面上滑动矢量的叠加关系和区域构造演化历史,确定了鄂尔多斯盆地周边地带晚中生代构造主应力方向、应力体制及其转换序列,提出了4阶段构造演化模式和引张-挤压交替转换过程。早中侏罗世,盆地处于引张应力环境,引张方向为N-S至NNE-SSW向。中侏罗世晚期至晚侏罗世,构造应力场转换为挤压体制,盆地周缘遭受近W-E、NW-SE、NE-SW等多向挤压应力作用。早白垩世,盆地构造应力场转换为引张应力体制,引张应力方向为近W-E、NW-SE和NE-SW向。早白垩世晚期至晚白垩世,盆地应力体制再次发生转换,从前期的引张应力体制转换为NW-SE向挤压应力体制。晚中生代构造应力体制转换和应力场方向变化不仅记录了不同板块之间汇聚产生的远程效应,同时记录了盆地深部构造-热活动事件,并对盆地原型进行了一定的改造。     

新疆伊宁县喀拉亚尕奇滑坡动力学特征研究

通过对高速远程黄土滑坡动力学特征的研究,提出黄土高速远程滑坡空间预测的模拟方法。以新疆伊宁县喀拉亚尕奇黄土滑坡为例,基于野外地质调查和无人机航拍影像图,结合滑坡研究区的工程地质条件,分析了该滑坡的基本特征和形成条件。研究发现,该滑坡的主要诱发因素是冰雪融水入渗,其孕灾模式主要为四个阶段:后缘拉裂阶段,黄土节理冻胀扩展阶段,融雪入渗失稳阶段,高速下滑阶段。同时利用Rapid模型对滑坡运动全过程进行模拟,计算得到滑坡运动持续时间为26 s,最大运动速度达到22 m/s,堆积体的平均厚度达到5 m等运动特征要素,结果表明Rapid模型可以较好的模拟分析黄土高速远程滑坡动力学效应,为黄土地区类似滑坡的成灾机理和动力学效应分析提供参考。      

离心模拟技术中运动学的物理意义

研究离心模拟中的运动学,有助于提高对离心模型试验结果的认识。笔者推导了描述离心模型中任一质点运动的整体速度和加速度的数学表达式。按照牛顿第二定律,在离心模拟中的加速度是连接运动学与动力学的重要因素。笔者描述了整体加速度表达式中各项的物理意义,指出了离心机稳定运转时的向心加速度、由角加速度效应引起的切向加速度、互补(复合向心)加速度分量、径向(原型的竖向)、环向和轴向(原型的两个水平方向)振动效应以及离心机臂伸长效应对整体加速度的贡献。分析结果表明,对于单向振动的动力离心模拟试验,选轴向(平行于转轴)为振动方向便于理解试验结果。另外,仔细检查了Schofield[1]对离心模拟中运动学的描述并发现其混淆之处。     

青藏高原东北隅马衔山断裂带及周缘白垩纪—新生代沉积和构造变形历史

马衔山断裂带地处青藏高原东北隅陇中盆地的腹地, 分隔了北部的兰州盆地和南部临夏盆地, 该断裂带的变形特征记录了该地区白垩纪—新生代时期的构造演化历史。本文通过对马衔山断裂带的运动学分析并结合区域地层序列, 建立了三阶段的变形历史。第一阶段近WNW–ESE向伸展作用控制了马衔山断陷盆地的伸展断陷和早白垩世河湖相沉积, 在晚白垩世晚期—古新世早期(~80–60 Ma)在NNW–SSE向挤压作用下, 断裂发生右旋走滑活动, 盆地挤压反转。该阶段的断层活动和盆地发育的板块动力主要来自亚洲大陆南部和东部陆缘新特提斯洋—古太平洋俯冲汇聚。第二阶段表征为古近纪(~60–23 Ma)构造挤压与走滑拉分盆地的发育, 晚古新世—晚始新世地层主要分布在西宁盆地、兰州盆地、马衔山东南段等区域, 在马衔山地区这期挤压应力方向为NNE向, 是印度—欧亚大陆碰撞的远程响应。第三阶段为中新世(~23 Ma–)时期。早期(~23–13 Ma)马衔山北缘断裂以正断层活动为主, 控制了断裂带东南段中新世红黏土沉积, 引张应力方向为NNW–SSE。中新世晚期(~13 Ma起)以来, 构造应力体制转变为ENE–WSW挤压, 其造成马衔山地区周缘山系的快速隆升。