大陆地质与大陆构造和大陆动力学

当代地球科学发展的新需求与板块构造对大陆地质的深化研究,使大陆问题成为21世纪地学发展的前沿研究领域、热点和关键。文中在提出“大陆动力学”研究20多年后的今天,进行关于大陆研究的新思考,从讨论厘定大陆研究的有关争议概念、大陆的基本问题、中国大陆构造的典型实例以及与世界同类范例的简要对比出发,综合概括了大陆地质与大陆构造和大陆动力学研究的关键科学问题与进一步探索研究的思考课题。提出了在大陆研究中,在进一步精确深化板块构造对大陆的研究的同时,应突出加强大陆构造中有无非板块构造动力及其远程效应的大陆内的、在深部动力学与陆块间差异非均衡背景下由陆内陆块间相互作用导致的真正陆内构造及其动力学问题的研究,以便为深化发展板块构造、认知大陆、探索大陆动力学、构建包括板块构造在内新的行星地球构造观作出努力与探索。     

序

石油天然气是当代人类社会赖以发展的主要天然能源,并已成为现今世界经济、政治、军事角力的热点核心问题,占据举足轻重的位置。中国正在振兴快速发展,能源资源业已成为突出的问题,如何寻找评价更多的油气天然资源,是国家可持续发展的重大紧迫需求与战略。继续扩展与挖潜陆相油气,同时必须并已进行了前中生代海相油气资源的研究评价与勘探开发．以求海相油气新的实质性的重大突破与能源战略的接替。为此中国地学界,尤其油气勘探界正在作新的努力,进行探索、研究与勘探,并已获得初步进展。     

南秦岭勉县─略阳结合带蛇绿岩与岛弧火山岩地球化学及其大地构造意义

南秦岭勉县-略阳结合带中超基性岩类主要为方辉橄榄岩和纯橄榄岩,稀土特征为轻稀土亏损,铕富集型;辉绿岩均为轻稀土富集型。变质火山岩可区分为两种组合：一为轻稀土亏损的洋脊拉斑玄武岩,其Ti／V．Th／Ta、Th／Yb、Ta／Yb表明其为MORB型玄武岩,代表本区消失了的洋壳岩石,指示本区晚古生代一早中生代期间的一个古洋盆。另一类为岛弧火山岩组合,除岛弧拉斑玄武岩外,甚至还有大量中、酸性岛弧火山岩,它们并非洋壳的物质组成,而是大陆弧岩浆活动的产物。这表明勉略洋盆在晚古生代-早中生代期间曾经经历过一个较完整的有限洋盆的发生、发展与消亡过程,这期间秦岭已成为一独立的岩石圈微板块,其南缘具有活动大陆边缘的构造属性,秦岭并非华北与扬子陆块之间的简单碰撞产物。     

青藏高原东北缘印支期宗务隆造山带

位于柴达木地块北缘构造带（柴北缘构造带）与南祁连造山带间的宗务隆构造带发育晚古生代、早中三叠世地层以及石炭纪蛇绿岩地体和具有岛弧性质的二叠纪—早三叠世中酸性火山岩。三个侵入宗务隆带南侧的海西—印支期花岗岩（246Ma天峻南山花岗岩、238Ma青海湖南山花岗岩和215Ma二郎洞花岗岩）分别与俯冲和后碰撞相关。两期明显的构造变形为印支期造山构造和第三纪陆内构造活动印记,前者以300余千米长的韧性剪切带为代表,后者以大规模指向南的逆冲推覆作用为特征。宗务隆构造带经历了由陆内裂陷、洋盆发育和俯冲—碰撞造山的演化过程,既不同于其南侧的柴北缘构造带也不属于北侧的南祁连造山带,而是一在柴北缘和南祁连造山带共同构建的加里东陆块上发育起来的、具有完整板块旋回的印支期造山带。     

循化-德地区新生代盆地发育及其对高原增生的指示

循化-贵德地区的循化盆地、贵德盆地和同仁盆地与拉鸡山和西秦岭北缘逆冲带相邻分布.盆地沉积地层主要由渐新统西宁群、渐新统上部至上新统贵德群和下更新统组成.它们由不整合界面分隔,划分为3个盆地相.盆地相1为西宁群,盆地相2为贵德群查让组、下东山组、贺尔加组和甘家砾岩组,盆地相3为共和组及下更新统.3个盆地相均在其中下部或底部发育湖泊沉积,向上转变为冲积扇-辫状河平原沉积体系,呈现出粒径向上不断加大的反序、进积沉积序列.盆地沉积、古流和沉积物碎屑成分分析表明,研究区在西宁群(盆地相1)沉积时期发育大型湖泊沉积盆地,盆地沉积物源主要来自于南侧的西秦岭逆冲带,而拉鸡山逆冲带处于沉积基准面之下,接受沉积;在贵德群(盆地相2)沉积时期,逆冲作用向北迁移,拉鸡山逆冲隆升,研究区盆地分割,主要沿拉鸡山逆冲带南北两侧发育点源扩散型冲积扇-辫状河平原沉积.研究区盆山系统演化对青藏高原远端增生过程具有重要的指示意义.研究结果表明,青藏高原新生代向北东的增生作用在渐新世(29～21.4Ma)已抵达西秦岭北缘地区,增生过程主要表现为向北的单向褶皱逆冲增厚隆升和前缘前陆盆地充填;中新世至上新世(20.8～2.6Ma)高原增生作用跨过研究区可能抵达祁连北缘和六盘山地区,增生过程主要表现为双向基底卷入式逆冲增厚隆升和分割式前陆盆地充填上新世至早更新世(2.6～1.7 Ma)高原远端主要表现为区域剥蚀夷平与山间盆地加积充填.     

防波堤的人工神经网络Monte Carlo法可靠性分析

防波堤建设费用巨大,且一旦遭到破坏,后果甚为严重,因此,如何准确地计算防波堤的可靠性意义重大.随着人工神经网络理论的快速发展,人工神经网络方法在结构可靠性分析中的应用逐渐得到重视.基于神经网络的Monte Carlo法计算直立式防波堤的可靠性,概率意义明确.以秦皇岛典型直立堤为算例,采用基于神经网络的Monte Carlo法对直立式防波堤进行可靠性分析时,将直立堤滑动破坏和倾覆破坏的极限状态方程中的所有参数均作为变量处理,并将计算结果与Monte Carlo模拟的直接抽样法、重要抽样法以及独立变量JC法的计算结果进行对比.结果表明:基于神经网络的Monte Carlo法和Monte Carlo模拟的直接抽样法、重要抽样法计算结果相近,而比独立变量JC法的计算结果略低.     

西秦岭南缘勉略构造带主要地质特征

西秦岭勉略构造带现今呈近东西－北西西向民菜布,是以自北而南多层次叠瓦状逆冲推覆构造为骨架的向南突出的巨型复合断裂弧形构造带。该带原为西秦岭微板块与扬子板块之间的古缝合带,发育有俯冲和碰撞两期变形构造,以主造山碰撞晚期的自北向南的逆冲推覆构造为显著特征。初步确定发育OIB以及N－MORB和E－MORB型玄武岩,代表了洋人舅发育的物质记录。根据已有的年代学和古生物化石研究结果,认为于泥盆纪晚期－早石炭世（D3－C1）沿勉略带发育有以蛇绿岩、洋岛玄武岩为代表的有限洋盆。在勉略带扩张打开形成有限洋盆与消减俯冲过程中,南侧发育有被动陆缘盆地沉积体系,北侧发育有深水下裂陷盆地和活动陆缘盆地沉积体系。进而确定勉略带是一条重要的东古特 提斯北侧分支洋盆俯冲消减碰撞缝合带和中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带之一。     

大别山高压-超高压岩石折返与扬子北缘构造变形的关系

大别山造山带及其"前陆"形成于三叠纪,是华北陆块与扬子地块经长期构造演化、最终碰撞的产物。研究表明,该"前陆"实际是扬子地块中部的九岭基底隆升带演化相关的褶皱-逆冲推覆构造带。综合横贯大别山造山带的大地电磁探测、宽角反射与折射地震探测、天然地震波(P波)层析成像研究、莫霍面地震反射图像,揭示大别山造山带及扬子地块北缘的地壳物性、速度结构、莫霍面错断、变形特征等,发现该区上、下地壳结构具有不一致性,总体表现为鱼骨刺状;并结合地表地质调查,推断扬子地块北缘深层向南逆冲的构造与大别山超高压变质岩的形成及折返过程密切相关,而浅部构造向北的逆冲推覆构造与大别山造山带向南的逆冲推覆构成对冲构造样式。最后,本文讨论了该区大地构造演化和背景,分析了其动力学机制。