侧向挤压下粘土破裂实验及其地质含义

长期以来,许多学者(Chang,1984,1950;张文佑、钟嘉猷,1965;Tschlenko,1967)用粘土、松散材料或岩石做变形试验,研究破裂的形成和发展的特点,并与野外观察到的节理或破裂进行对比,取得了很大进展。诸如材料变形初期出现的吕德氏线、破裂的共轭性与褶皱构造的空间展布规律性、破裂形成过程从剪切开始到张性破裂完成(张文佑等,1983,1975),以及根据破裂的产出探讨区域构造应力场,从全球性断裂组系追溯岩石圈动力学和地壳运动力源等等。     

鲁西北西向断裂系与沂沭断裂带晚中生代演化关系及其动力学背景探讨

晚中生代是华北地块构造演化的转折时期。由出露于沂沭断裂带、鲁西地体、鲁东地体的中生代地层、岩浆,结合断裂活动年代学、区域地质等资料分析,可以将沂沭断裂带晚中生代构造演化划分出距今约160Ma、130～110Ma、90～80Ma等3个关键时期,并分别与左行压剪、左行张剪、右行压剪构造活动相对应。晚中生代沂沭断裂带与鲁西北西向断裂系间的几何学、运动学、年代学的共轭匹配关系表明,它们为特定构造动力学背景下形成的一组共轭断裂系。同时对鲁东地体晚中生代构造演化、鲁东北西向断裂系特征,以及沂沭断裂带、北西向断裂系晚中生代构造演化的动力学背景进行探讨。     

Spatiotemporal variations of water use efficiency and its driving factors in Inner Mongolia from 2001 to 2020

Water use efficiency (WUE) is an important variable to explore coupled relationships in carbon and water cycles. In this study, we first compared the spatial variations of annual gross primary productivity (GPP) and evapotranspiration (ET) using four GPP and ET products. Second, we selected the products closest to the flux towers data to estimate WUE. Finally, we quantitatively analyzed the impact of climate change and soil water content on WUE. The results showed that: (1) Four GPP and ET products provided good performance, with GOSIF-GPP and FLDAS-ET exhibiting a higher correlation and the smallest errors with the flux tower data. (2) The spatial pattern of WUE is consistent with that of GPP and ET, gradually decreasing from the northeast to the southwest. Higher WUE values appeared in the northeast forest ecosystem, and lower WUE values occurred in the western Gobi Desert, with a value of 0.28 gC m^?2 mm^?1. The GPP and ET products showed an increasing trend, while WUE showed a decreasing trend (55.15%) from 2001 to 2020. (3) The spatial relationship between WUE and driving factors reveal the variations in WUE of Inner Mongolia are mainly affected by soil moisture between 0 and 10 cm (SM0-10cm), vapor pressure deficit (VPD), and precipitation, respectively. (4) In arid regions, VPD and precipitation exhibit a major influence on WUE. An increase in VPD and precipitation has a negative and positive effect on WUE, with threshold values of approximately 0.36 kPa and 426 mm, respectively. (5) In humid regions, SM0-10cm, VPD, SM10-40cm, and SM40-100cm exert a significant impact on WUE, especially SM0-10cm, and weakens with increasing soil depths, these differences may be related to physiological structure and living characteristics of vegetation types in different climate regimes. Our results emphasize the importance of VPD and soil moisture in regional variability in WUE.     

腾冲地块西缘那邦基性麻粒岩中石榴石Sm-Nd等时线年龄及其意义

石榴石 Ｓｍ  Ｎｄ 等时线法是近年来常用于较新年龄的测年方法。腾冲地块西缘新近发现的基性麻粒岩中石榴石和全岩的 Ｓｍ  Ｎｄ 等时线年龄为 １７～２５ Ｍａ, 是该麻粒岩经受后期变形变质作用的年龄, 与区内右旋走滑断裂活动时限相一致,为确证腾冲地区的右旋走滑断裂是印支地块逸出的西部边界提供了 Ｓｍ  Ｎｄ 等时线方法的年龄约束。并推断石榴石 Ｓｍ  Ｎｄ 体系的封闭温度较低, 应低于那邦变质基性岩晚期变质作用的６４０℃～７２０℃。     

藏东南地区早白垩世的安第斯型弧火

首次在藏东南发现一套早白垩世的陆相火山岩, 称雅则火山岩, 全岩 Ｒｂ Ｓｒ 等时线年龄１０７４ Ｍａ。其主体是高钾的安山岩系, 以强亏损高场强元素、富集大离子亲石元素和轻稀土、 Ｌａ／ Ｎｂ 比值 ＞ ２ 为特征, 属活动大陆边缘火山岩; 微量元素等指示它产出在安第斯型陆缘环境。其南延即滇西南的腾冲铁窑山大松坡消减型花岗岩带 （１００～１１２ Ｍａ）, 反映新特提斯洋在早白垩世有过一次重要的消减过程;晚白垩世的花岗岩具不同的岩石组合和成矿特征,记录了消减后的陆弧碰撞事件。     

青藏高原岩石圈演化的记录：藏北超钾质及钠质火山岩的岩石学与地球化学特征

藏北鱼鳞山超钾质火山岩为一中等规模的熔岩被, 可分为三期。前两期主要为霞石黝方白榴石响岩、霞石白榴斑岩等, 后期主要为方钠石霓石粗面岩、霓霞粗面岩等。时代为１８～３０ Ｍａ。本区超钾质岩浆 Ｓｉ Ｏ２ 强烈不饱和、强碱性、高度富集 Ｌ Ｒ Ｅ Ｅ及 Ｌ Ｉ Ｌ Ｅ、放射成因 Ｓｒ、 Ｐｂ 及非放射成因 Ｎｄ 同位素 （８６ Ｓｒ／８７ Ｓｒ＝ ０７０８７６６～０７０９１６２, ２０６ Ｐｂ／２０４ Ｐｂ＝ １８８８２８８８～ １９１０４７５１, ２０７ Ｐｂ／２０４ Ｐｂ＝ １５６４２０３７ ～ １５８２８４５８, ２０８ Ｐｂ／２０４ Ｐｂ＝ ３９１３８９２１ ～ ３９６８６８３５ 及１４３ Ｎｄ／１４４ Ｎｄ＝ ０５１２１１６ ～０５１２３４２）,其上述特征指示岩浆源区为受到地壳物质强烈交代的富集 Ｅ Ｍ Ｉ Ｉ型地幔。藏北拉嘎拉钠质碱性橄榄玄武岩为高原面上的剥蚀残丘, 时代为６０ Ｍａ。其岩石学、 Ｒ Ｅ Ｅ、微量元素及 Ｓｒ Ｎｄ Ｐｂ 同位素指示了岩浆源区为受到洋壳俯冲物质交代的轻度富集地幔。本研究结果指示, 羌塘高原南部富集地幔的形成可能是受到印度板块俯冲的影响。     

Metamorphic characteristics and geotectonic implications of the high-pressure granulites from Namjagbarwa, eastern Tibet

A large area of high-pressure garnet-kyanite granulite is exhumed in the Namjagbarwa area, which provides a window for observing the deep crust rocks and structures of the Tibetan Plateau. Three mineral assemblages can have been distinguished in the garnet-kyanite HP granulites by petrography, i.e. M₁. Mus+Bi+P1+Q, M₂. Gt+Ky +perphite/antiperphite+Rt+Q, M₃. Gt+Sill+Cord+Sp+Ilm ± Opx. Metamorphic conditions of the peak granulite assemblages (M₂) formatted by thickening of crusts, with available isotopic ages of 45–69 Ma, are at 1.4—1.8 Gpa and 750—850°. Their retrograde assemblages overprinted by decompressure during the uplift, with available isotopic ages of 18—23 Ma, were formed at 0.60—0.70 Gpa, 621—726°. The thermobarometric evaluation, petrogenetic grid and corresponding isotopic ages indicate a clockwise isothermal decompression metamorphic path. The HP granulite metamorphic history indicates that the collision of the Indian Plate with the Eurasian Plate had begun at 70 Ma, far earlier than the widely accepted 45 Ma. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 49732100), the National Key Project for Basic Research, and the Chinese Academy of Sciences Project for Tibetan Research Project (GrantNos. KZ951-A1-204, KZ95T-06).     

大兴安岭南段赛罕乌拉石海剖面分析及其与蒙山拦马墙石河结构对比

石海（石河/冰石河）作为冰缘地貌的重要标志之一,在国内地学界尚未引起足够的重视,以至于缺少介绍石海结构特征的中文文献,更未建立判别标准,在地貌认知阶段就发生很多误判。为了揭示石海的剖面结构特征,笔者等对位于大兴安岭南段的赛罕乌拉国家级自然保护区乌兰坝石海首次进行了开挖解剖,从而归纳了原生石海的基本结构特征：岩块棱角鲜明,呈镂空状堆积,岩块直径总体上上大下小。根据野外调查确认,赛罕乌拉海拔1800 m以上的区域至少还存在着局部现代石海,也就是说,还残存着不连续冻土带,而且保持年平均气温0℃左右的气候环境。根据赛罕乌拉现今气候记录和石海分布,笔者等估算了全新世初期赛罕乌拉石海开始发育时的地表温度在0~-4℃,而今天年平均气温已经升高到2℃,升温幅度2~6℃。根据赛罕乌拉石海剖面结构特征,笔者等对山东蒙山石河进行了结构对比,认为二者剖面结构基本一致,排除了前人近年来争议明显的冰川侧碛堤和泥石流成因说。结构对比揭示山东蒙山境内全新世早期至少局部存在过冰缘气候环境,而这也为山东境内更新世冰川地貌研究提供了重要的信息。此外,本研究也为中国冰缘地貌解剖和资源调查提供了一个可以参考的研究实例。     

印度与欧亚板块碰撞以来东喜马拉雅构造结的演化

在野外填图,构造观察及前人研究的基础上,本文识别并描述了东喜马拉雅构造结中的推覆断裂、正断裂及走滑断裂、背斜(形)和向斜(形)等构造类型,讨论了这些构造位置及与印度板块挤入,印支地块旋转的关系,还探讨了东喜马拉雅构造结对印度板块持续向北推挤下的特殊应变调节方式。在印度大陆部分,东喜马拉雅构造结由3个向外逐渐变新的构造结组成,即北东向的南迦巴瓦峰复式背斜、北西向的桑复式向斜及北东向的阿萨母复式向斜。上述3个构造结是协调印度板块的挤入、喜马拉雅弧的扩展及印支地块的旋转的构造。在欧亚大陆内部的冈底斯岛弧,在派区及阿尼桥走滑断裂协调下,高喜马拉雅结晶岩的基底挤入冈底斯岛弧内部,在大拐弯顶端形成向上的挤出构造。在南迦巴瓦峰构造结的北西侧,由于掀斜式抬升及重力滑动,使得冈底斯盖层与结晶基底脱耦,上盘盖层沿东久向北西方向滑动。在南迦巴瓦峰构造结北东侧,由于印支地块的挤出和旋转,形成一系列的北西向走滑断裂,如实皆断裂、嘉黎-高黎贡断裂、澜沧江断裂及红河断裂等。     

喜马拉雅中东部镜像均衡重力异常的形成研究

青藏高原南缘处于重力不均衡状态,由北向南可依次分为高原近重力均衡区、喜马拉雅山正均衡异常区和山前盆地负均衡异常区,正、负异常呈现壮观的镜像分布。本文选取喜马拉雅中东部的均衡重力异常数据,结合地貌高程、地壳厚度、降雨量、冰川及山前沉积等的分布状况,探讨地貌分异与均衡重力异常分布的相互关系。由上述资料获得3条跨越喜马拉雅山的综合剖面,结果显示喜马拉雅中东部正均衡重力异常的分布与冰川、河流等代表的地表剥蚀作用存在明显的空间耦合关系,而与降雨量无直接联系,山前盆地负均衡重力异常与沉积厚度的分布也存在很好的耦合。利用数值模型计算得到了喜马拉雅地区的均衡调整时间域在1 Ma左右的时间尺度内。通过与地貌响应时间域相对比,以及对地表剥蚀厚度的估计,认为山脉地区的正均衡异常主要由地壳厚度补偿不足引起(侧重Airy假说),而山前盆地的负均衡异常主要由低密度沉积层的分布引起(侧重Pratt假说),由于地貌响应时间快于均衡调整时间,在大约5～2 Ma以来,地壳的均衡调整始终延迟于山脉的持续剥蚀和山前的持续沉积,使得岩石圈朝着"反均衡"方向演变,最终形成了喜马拉雅现今壮观的镜像均衡重力异常分布。